/
Текст
PROMSTROYPROJECT
Handbook of Industrial Construction TIMBER CONSTRUCTION
Editor-in-chief of the Tolnme Eng. G. Ph. KUZNETSOV Associate Editors: Eng. V. G. PISCHIKOV ass’t chief Editor, Prol. G. G. KARLSEN,
Eng. У. M. KOCHENOV
PROMSTROJPROEKT
Handbnch fur Industriebau HOLZKONSTRUKTIONEN
Hanptschriftleiter des bandes Dipi.-Ing. G. F. KUZNEZOW Schriftleitung: Dipl-Ing. W. G. PISTCHffiOW Vertr. d. Hauptred., Prof. G. G. KABLSEN,
Dipl. lag. W. M. KOTCHENOW
ПРОМСТРОЙПРОЕКТ
СПРАВОЧНИК
ПРОЕКТИРОВЩИКА ПРОМЫШЛЕННЫХ СООРУЖЕНИЙ
ДЕРЕВЯННЫЕ КОНСТРУКЦИИ
Главный редактор тома инж. Г. Ф. КУЗНЕЦОВ
Редакторы: йнзв. В. Г. ПИСЧИКОВ зам. гдавн. редактора, проф. Г. Г. КАРЛСЕН,
инак. В. М. КОЧЕНОВ
ни15 1 9 3 7
ГЛАВНАЯ РЕДАКЦИЯ СТРОИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
МОСКВА ЛЕНИНГРАД
Набрано и отпечатано в 4-й типографии ОНТИ Красный
Печатник.
Директор Ю. Л. Гершовский. Технический директор А. М. Андреев. Пом. технического директора П. А. Яковлев. Нач. наборного цеха Б. А. Филиппов. Нач. стереотипного цеха В. А. Егоров. Нач. печатного цеха Г. А. Трейлоб. Нач. переплетного цеха 3. Г. Пятова.
Контрольный редактор инж. В. А. ЗАМАРАЕВ Технический редактор Я. И. ШЕВЕЛЕНКО Корректор Ю. Я. НИКОЛАЕВА
Адрес Редакции: Москва 48, Большие Кочки, д. 17а ПРОМСТРОЙПРОЕКТ
ОПЕЧАТКИ
Стра
Стол
Строка
Напечатано
Должно быть
Виновник
ница
бец
сверху
снизу
опечатки
34 Лев.
35
40
82
121
199
212
239
420
434
441
442
450
457
458 462
467
506
521
522 621
Пр.
15
24
Таблица 1
Пр.
Лев.
Пр.
19 20
Таблица И
Лев.
Пр.
Лев.
Пр.
Лев.
Пр.
Лев.
2
4
9
И
14
15
13
1
17
26
17
10
0,719
1063
1н 4,5:
4,5
6
U
max
. a8g
. -Р2 0; Таблица б
2 cos Afi
gf л
1
пог. ем. в шунпеле
0,80
Ч-Ч1
Vmax
0,779
Рисунки граф 3 и 18 поменять местами
В пятой вертикальной графе, в строках 1, 2, 10, 14, 16 и 18 щ заменить на п
2063
ч. частей по весу
Ifi 4,5 3 4,5 X X 12 54 мм
4,5
5
U
П:
max
х нетто
Арки пролетом 12 м имеют не 4, а 6 панелей
Uв
П
IV
- V3 буквы Р заменить на q
буквы Р заменить на Q
2 у I.
. Q2 0 0; Таблица 6
Во всех формулах под фигурами букву Р заменить на q
. 2 cos Л р
о ad а пог. м. в тоннеле
Редбюро справочника
Редакция
справочника
Автор
Автор и редбюро справочника
Автор
Редбюро
справочника
Типография
Автор
Редбюро
справочника
Автор
Типография
Автор
Корректор и редбюро справочника
Редбюро
справочника
Автор
Редбюро спра вочника
Продолжение
Стра-
Стол
Строка
Должно быть
Виновник
ятаа
бец
сверху
сниау
Напечатало
опечатки
624
Лев.
1
схемы б ид.
схемы бив.
Автор
624
Пр.
1
. схемы в и е.
схемы вид.
638
25
рш о,б' н
Pw-Mg' Я
23
Pg в hg
Pff 0,6. V
658
10
. до
sin в
Редбюро справочника
683
9
2
з 1,2’
12. з
687
12
У 83,4 1
0,40 f 83,4
Корректор
706
Лев.
18
S 2Fy
S - 2Fyi
Автор
759
6
7
h kx
, 1 ''' 1 У 1 -
гЬт- ,
772
Пр.
1
_ а sin у 1
Sin aa Sin yai
776
Лев.
14
. Ну
. Ну
Редбюро справочника
809
14
-
. -
Автор
BFft
809
Др.
8
я
чо 4 т
я
no 835
842
Фигуры 55 и 69 поменять местами; надписи оставить на месте
Автор и редакция справочника
858
889
Лев.
25
35
0,11 jut
ОСТ 92
0,77 мм
Редбюро
справочника
Пр.
10
ОСТ 608, 609, 610 н 2618
действующим ОСТ
Редакция
справочника
ПРЕДИСЛОВИЕ
Широкое применение дерева в промышленном строительстве первой пятилетки поставило перед советскими инженерами вадачу овладеть техникой проектирования и строительства сложных сооружений в дереве, создать новые конструктивные схемы, отвечающие масштабам проектируемых зданий и темпам их возведения.
При малой изученности дерева как строительного.материала, при почти полном отсутствии литературных источников как советских, так и иностранных ряд научных учреждений Союза веял на себя изучение фивико-технических свойств древесины для изыскания новых конструктивных решений в дереве и добился значительных результатов. Особо важная роль в этом вопросе принадлежит сектору деревянных конструкций ЦНИПС. Благодаря работам научных и проектных организаций СДК ЦНИПС, ПРОМСТРОЙПРОЕКТ и др. новые конструктивные формы поставили дерево в ряд основных материалов для несущих конструкций.
Подведение итогов научных работ, систематизация опыта в проектировании и возведении дере, вянных конструкций, накопленного советскими инженерами за годы широкого применения дерева в строительстве в Союзе, являются целью настоящего справочника.
Особо глубокое освещение на страницах справочника нашли конструкции, получившие широкое распространение в практике советского промышленного строительства, как например балки с перекрестной стенкой, сегментные фермы, своды-оболочки, а также типы деревянных конструкций, являющиеся наиболее индустриальными и призванные завоевать в ближайшие годы широкие области применения, например кружально-сетчатые своды, балки на пластинчатых нагелях.
Не ограничиваясь подробным освещением этих конструкций, справочник дает принципы конструирования и примеры решений ряда инженерных сооружений в дереве, как например мачты, башни, градирни и т. п.
Справочник не затрагивает гидротехнических деревянных конструкций, точно так же как почти не затрагивает деревянных железнодорожных мостов. Эти два раздела, имеющие специфические особенности, должны являться предметом специальных трудов.
Помещая помимо таблиц и графиков, облегчающих расчет и подбор сечений элементов деревянных конструкций и сопряжений, также целый ряд типовых решений ферм и балок, редакция ставила перед собой задачу максимально упростить труд по проектированию деревянных конструкций, а главное способствовать созданию условий к массовому изготовлению деревянных конструкций, непременной предпосылкой чего является стандартизация.
Подводя итоги практики строительства, сектор деревянных конструкций ЦНИПС в настоящее время проводит пересмотр ТУ и Н на проектирование и возведение деревянных конструкций.
Однако изменения, вносимые в нормы, не могут служить причиной снижения ценности помещаемого в справочнике материала, так как пересмотр ТУ и Н не меняет типов деревянных конструкций, не меняет способа сопряжений элементов, другими словами, не меняет методику проектирования деревянных конструкций.
Для удобства читателей в конце тома в приложении дан проект нового ОСТ на деревянные конструкции.
Справочник Деревянные конструкции является очередным томом Справочника проектировщика промсооружений.
Первая попытка объединения столь обширного и нового материала по деревянным конструкциям является некоторым оправданием наличию ряда пробелов в справочнике, которые могут быть выявлены читателями при практическом пользовании.
PREFACE
The wide use of timber in industrial construction during the first Five Year Plan 1928 1932 placed before the soviet engineers the problem of mastering the technic of design and construction of complex woden structures and of creating new structural types and designs called for by the scale and speed ob the construction work.
On account of the limited knowledge of wood as a structural material and the nearly complete lack of literature on the subject, soviet as well as foreign, a number of scientific organisations in the Soviet Union, undertook the study of the physico-technical properties of timber in search of new structural designs and obtained important results.
An especially valuable role in this work was played by the section of timber designs of CNIPS Central Scientific Research Institute of Industrial Construction.
Due to the work of scientific and design organizations the Department of wood construction of CNIPS, PROMSTROYPROJECT and others the new constructive forms developed by them have placed timbre in the group of the basic materials for load bearing construction.
The purpose of the present handbook is twofold to summarize the results of scientific work and to systematize the experiences accumulated by soviet engineers in the design and erection of timber structures during the years of their wide application in the Soviet Union.
Particular emphasis has been placed on designs that have been widely accepted in Soviet Industrial Construction practice, as for example: beams with webs consisting of diagonal lagging, segmental trusses, arches with latticed webs, as well as thypes of timber construction, that might be considered readily adaptable to prefabrication, that is to production at a central plant and wh’ch should win for themselves a wide field of use in the coming years. Instances of the latter are the latticed arch, and beams composed of two or three timbers laid one above the other and keyd together at their contact surfaces by hardwood dowels.
The handbook does not merely confine itself to a detailed treatment of these structures; but also gives the principles of design and examples of solutions of a number of problems covering the design of engineering structures in timber, such as masts, towers, cooling towers etc.
The handbook does not touch upon timber hydraulic structures or railroad bridges. These are specific topics and should be considered subjects for special works. The handbook contains tablesand graphs to aid in the computation and in the selection of timber members and connections for them as well as a whole series of established or authoritive standards for the solution of trusses and beams.
In compiling he present handbook the editors have had in mind not only the speeding up of the work of timber design, but more particularly to create favourable conditions for mass production of timber structures an indispensible requirement for the standardization of structural members and types.
Drawing conclusions from construction'practices, the section of timber design of the Central Scientific Research Institute for Industrial Construction is at the present time revising the technical specifications and standards on timber design and erection.
However, these changes in the standards cannot serve to lessen the significance of the material included in he handbook since the revision of the Technical Specifications and Standards does not alter the types of timber structures nor the methods of connecting the members in other words, the revision does not change the methods of timber structural design.
For the convenience of the reader, the appendix at the end of the volume contains the proposed new All Union Standards OST for Timber Construction.
The handbook of Timber Construction is considered one of the volumes of the Handbook of Industrial Construction.
The fact that this is the first attempt to compile the widely scattered and new material on timber construction may be considered some justification for some omissions shat may be apparent to the readers and users of the handbook.
VOEWOET
Die ausgedehnte Verwendung von Holz im lndustriebau des Ersten Fiinfjahrplans stellte die Ingenieure der USSR vor die neue Aufgabe komplizierte Bautenin Holz zu entwerfenundzuerrichten. Sie mussten neue Konstruktionslosungen ausarbeiten, die dem Masstab der zu projektirenden Gebaude und den Fristen ihrer Aufstellung gerecht werden konnten.
Infolge mangelhafter Erforschung des Holzes als Baumaterial und des fast volligen Fehlens von Quellen sowohl in der sowjetischen als auchin der auslandischen Literatur musste eine Reihe von wissenschaftlichen Anstalteri der Union die Untersuchung der physikalisch-technischen Eigenschaften des Holzes auf sichnebmen. Dabeiwurden betrachtliche Resultate in der Ermittlung neuer konstruktiver L6sungen im Holzbau erzielt. Eine besonders wicbtige Rolle bei dieser Frage fiel der Abteilung fur Holzkonstruktionen des Zentralen Wissenschaftlichen Forschungsinstituts fur lndustriebau ten ZNIPS zu. Unterstutzt durch die Forschungen der fuhrenden entwerfenden Organisationen Promstrojprojektstellten diese Resultate das Holz in eine Reihe mit den Hauptmaterialien fur tragende Konstruktionen. Die wissenschaftlichen Arbeiten und die Erfahrungen, welche die sowjetischen Ingenieure in den verflossenen Jahren gesammelt haben, systematisch zu ordnen dies bildet das Ziel des vorliegenden Handbuches.
Eine besonders eingehende Beleuchtung haben in ihm diejenigen Konstruktionen gefunden, die im sowjetischen lndustriebau eine weite Verbreitung erhalten haben, wie z. B. Trager mit kreuzweise verbretterten Stegen, segmentformige Binder, Gewolbeschalen. Ferner wurden auch diejenigen Holzkonstruktionstypen behandelt, die sich zu fabriksmassiger Herstellung eignen, und die berufen sind sich in den nachsten Jahren ein weites Anwendungsgebiet zu erobern z. B. Netzgewolbe und Trager mit plattenformigen Dubeln.
Das Handbuch beschrankt sich nicht nur auf eine genaue Erlauterung dieser Konstruktionen, sondern es gibt auch Konstruktionsprinzipien und Losungsbeispiele flir eine Reihe von holzernen Ingenieurbauten wiebeispielweise Masten, Turmbauten, Kiihlturme usw.
Nicht behandelt werden Holzkonstruktionen im Wasserbau, ebenso wie auch Eisenbahnbriicken aus Holz nur gestreift werden. Diese beiden Kapitel, die spezifische Eigenarten aufweisen, sollen das Thema besonderer Arbeiten bilden.
Die Schriftleitung stellte sich die Aufgabe, die Arbeit beim Entwurf von Holzkonstruktionen moglichst zu vereinfachen; deswegen brachtesie ausser Tabellenund Kurventafeln, die die Berechnung und die Wahl der Querschnitte der einzelnen Elemente und ihrer Verbindungen erleichtern, auch ein ganze Reihe Standartlosungen flir Binder und Balken. Auf diese Weise wollte sie hauptsachlich die Vorbedingungfur eine Massenherstellung von Holzkonstruktionen schaffen, da eben die Standartisierung als deren Voraussetzung anzusehen ist.
Die Abteilung fur Holzkonstruktionen des ZNIPS zieht zurzeit die Summe aus der bisherigen Baupraxis und unterwirft dabei die Bestimmungen fiir Entwurf und Ausfuhrung von Holzkonstruktionen einer Durchsicht. Die Aenderungen, die.die Bestimmungen hierbei erleiden, vermindern jedoch in keiner Weise den Wert des im Handbuch gegebenen Materials. Denn bei der Durchsicht der Bestimmungen andernsich weder die Typen der Holzkonstruktionen noch die Art der Verbindungen ihrer einzelnen Teile. Mit andern Worten, dieMethode des Entwerfens von Holzkonstruktionen wird nicht angetastet.
Zur Bequemlichkeit der Leser befindet sich am Schluss des Buches in der Form einer Beilage der Entwurf der.neuen Bestimmungen fiir Holztragwerke OST Unionsstandart.
Der BandHolzkonstruktionen erscheint als Serienband des Handbuches fur lndustriebau.
Der Umstand, dass hier ein erster Versuch vorliegt, einen so umfangreichen und neuartigen Stobb zusammenfassend zu behandeln, gibt eine gewisse Rechtfertigung fiir das Vorh'andensein einiger Lucken im-Handbuch. welche den Lesern bei der Benutzung auffallen diirften.
РАЗДЕЛ ПЕРВЫЙ
ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДРЕВЕСИНЫ
Проф. Е. И. САВЕОВ
I. СТРОЕНИЕ ДРЕВЕСИНЫ И ЕЕ ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА 1. Строение древесины
Среди большинства строительных материалов дерево выделяется неоднородностью своего строения, зависящей от характера образования и условий роста; вследствие этого и свойства древесины не только не одинаковы в разных направлениях, но и непостоянны в одном направлении. Кроме того наличие недостатков, появившихся или при жизни дерева или же в процессе его хранения, обработки и эксплоатации, также оказывает влияние на качество материала.
Различают следующие основные разрезы ствола фиг. 1:
Q поперечный или торцевый;
S радиальный;
F тангенциальный чем дальше от оси ствола, тем характернее тангенциальный разрез.
СердцевинаМ сердцевинная трубка фиг. 1 наиболее 'м рыхлая и слабая ткань.
Древесина наслоения вокруг сердцевины до коры, от которой древесина отделяется не заметным на-глаз камбиальным слоем, отлагающим в процессе роста дерева наслоения древесины, поэтому _. л самые старые наслоения дре-
разрезы древесины весины находятся у сердцевины, а наиболее молодые у коры.
Ядро, оболонь, спелая древесина. В некоторых породах древесина центральной части ствола становится с возрастом более темной и называется ядром, а наружная остается светлой и называется оболонью или ваболонью. Помимо цвета оболонь имеет следующие отличия от ядра: 1 быстрее сохнет и увлажняется, 2 легче подвергается загниванию почему и не применяется в местах, опасных в этом отношении, сырых, плохо проветриваемых, 3 легче выгибается и 4 менее сучковата.
Спелой древесиной называется древесина, занимающая место ’ядра у некоторых пород и обладающая его свойствами эа исклюг чением ясного отличия по цвету от 8аболони.
В зависимости от наличия в сечении ствола тех или иных видов древесины различают следующие группы древесных пород:
Таблица 1
Группировка древесных пород
Породы
Виды древесины
Группировка
Дуб, акация, каштан, лиственница, сосна, кедр, тополь
Ядро и оболонь
Ядровые
Ясень, ива, берест
Ядро, спелая древесина и оболонь
Ядрово-спелые
Бук, ель, пихта, липа
Спелая древесина и оболонь
Спело-древес
ные
Граб, береза, ольха, осина
Оболонь
1
Оболонные
Годовые слои, конусы нарастания, сбег. Каждое наслоение, видимое на разрезе ствола, соответствует годовому периоду роста и называется годовым слоем. На торцевом разрезе годовые слои выделяются в виде колец а на продольном радиальном разрезе в виде осевых сечений конусов, так называемых конусов нарастания фиг. 2. Вследствие конусообразности ствола по мере приближения к вершине диаметр его уменьшается. Это уменьшение называется сбегом, выражается величиной уменьшения, приходящейся на 1 м длины, и в лучших сортах материала не превышает 1 1,5 см.
Весенняя и летняя древесина. Годорой слой состоит из более рыхлой и светлой внутренней зоны весенней, или ранней; древесины и более плотной и темной наружной врны летней, или поздней, древесины. Чем больше относительное содержание летней древесины, тем плотнее, тяжелее и креп
10
Е. И. СЛВКОВ
че древесина. Процентное содержание т летней древесины подсчитывается по формуле:
т -100,
1
где а сумма толщин вон летней древесины, измеряемых на отрезок I радиуса торцевого сечения.
Сердцевинные лучи. Помимо главной массы клеточек, направленных своей длиной вдоль ствола, в древесине имеется довольно много тонкостенных слабых клеточек, направленных поперек ствола по радиусам и образующих радиальные полоски, называемые сердцевинными лучами. Они имеются во всех породах, но в некоторых, как например у дуба или каштана, они бывают очень крупными, в других же мелкими, едва заметными. Сердцевинные лучи берут свое начало или от сердцевины п ервичные сердцевинные лучи или же на некотором расстоянии от нее в торичные сердцевинные лучи, но все они доходят до коры.
Сердцевинные лучи являются слабыми местами древесины и по ним именно и появляются трещины.
2. Физические свойства древесины
Звукопров одность. При скорости вука в воздухе, принятой за единицу, скорость распространения его по древесине и другим строительным материалам по американским данным выражается следующими цифрами;
Таблица 2
Относительная звукопроводность древесины и других стройматериалов
Фиг. 2. Конусы нарастания
Ясень перпендикулярно волокнам параллельно Пихта Тополь Ильм Клен Дуб Бук Сосна Пробка Кирпич Гранит 4,0
13.5
14.5
12.4 12,0 11,8 11,2
9.7
9.7 1,45
10.6
11.5
Таблица 3 Относительная способность поглощения звука
Открытое окно Войлок толщиной 25 мм на расстоянии
75 мм от стены Ковер Деревянная обшивка сосна Штукатурка по драни Кирпичная кладка 100,0
78.0
20.0 6,1
8.4
2.5
Таблица 4 Теплоемкость древесины ж других материалов
Вода Воздух Древесина в среднем
Асбест Стекло Железо 1,000
0,243
0,327
0,195
0,161
0,100
Теплопроводность. Вдоль волокон древесина проводит тепло лучше, чем поперек волокон; тяжелая и влажная древесина лучше, чем сухая и легкая.
Теплопроводность разных тел в калориях, передающихся с одной грани кубического метра материала на противоположную в течение 1 часа, при разности температур у этих граней в 1 Ц по ТУ и Н для теплотехнического расчета ограждающих конструкций выражается следующими цифрами:
Таблица 5
Теплопроводность древесины и других стройматериалов
Асбестовый картон Картон Пробковая плита Оконное стекло Войлок.
Железо Опилки Вода Кирпичная кладка в наружных стенах. Сосна и ель поперек волокон в наружных
конструкциях То же во внутренних конструкциях. в торцах, не защищенных от дождя
в защищенных торцах Дуб поперек волокон То же вдоль волокон 0,15
0,15
0,04
0,65
0,04
50,00
0,08
0,50
0,70
0,15
0,12
0,40
0,33
0,20
0,35
Линейное расширение древесины характеризуется цифрами, приведенными в табл. 6.
Таблица 6
Линейное расширение древесины и других стройматериалов на 1 Ц
Вдоль волокон
Ясень 0,0000096
Бук 0,0000025
Каштан 0,0000065
Ильм 0,0000056
Дуб 0,0000049
Ель 0,0000054
Береза желтая. 0,0000020
Поперек волокон
0,000Р610
0,0000326
0,0000443
0,0000544
0,0000340
Другие материалы
Кирпич. 0,0000056 Гранит 0,0000087
Бетон О, 000144 Чугун 0,0000106
Стекло 0,0000090 Сталь 0,0000101
Таблица 7
Электросопротивление древесины и других материалов, выраженное в омах на 1 см3
С увеличением температуры и влажности древесины теплоемкость ее увеличивается.
Медь Сталь мягкая Древесина свежесрубленная Вода.
Древесина сухая Лед Стекло 0,0000016 0,00 016 7 500 50 000 750 000 000 5 000 000 000 90 000 000 000 000
СТРОЕНИЕ ДРЕВЕСИНЫ
И
Влажность. Влага в 'древесине может быть связанной в стенках клеточек и свободной в полостях. Сначала испаряется свободная влага, а эатем уже связанная. Момент, соответствующий отсутствию свободной влаги и наличию полностью связанной, называется точкой насыщения волокон.
Влажность древесины выражается формулой:
к QlQa 100,
2
где Qi первоначальный вес древесины;
вес ее после высушивания при температуре 100 Ц до постоянного веса.
При достаточно длительном пребывании древесины в воздухе той или иной температуры и относительной влажности древесина.приобретает влажность соответственно диаграмме фиг. 3. После вылеживания на открытом воздухе древесина, получившая окончательную влажность, называется воздушно-сухой.
о 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Ш08
Относительная блаЖностй воздуха
Фиг. 3. Диаграмма зависимости влажности древесины от влажности воздуха
В строительных конструкциях различают следующие степени влажности древесины в :
воздушно-сухая древесина 12 18;
полусухая древесина 18 23;
сырая древесина 23 45;
ч свежесру б ленная древесина 70 80.
Все свойства древесины тесно связаны е ее влажностью, и поэтому каждая характеристика древесины должна сопровождаться указанием влажности. Для сравнения качества древесины вне зависимости от ее влажности следует давать характеристику свойств при влажности 15.
Понижение влажности высушивание имеет следующие практические цели:
а доведение влажности до степени, соответствующей условиям эксплоатации фиг. 3 во избежание изменения формы и размеров деталей и растрескивания их;
б предохранение от загнивания;
в повышение механических свойств;
г уменьшение веса.
Усушка и разбухание. Древесина не изменяет своих размеров, высыхая от самого влажного состояния до точки насыщения волокон т. е. приблизительно до влажности 30. При дальнейшем понижении влажности древесина начинает давать усушку, т. е. уменьшается в размерах. Обратное явление разбухание увеличение размеров происходит
при увеличении влажности до точки насыщения волокон.
Чем плотнее древесина, тем бблыпую усушку она дает.
При высыхании до воэдушно-сухого состояния средняя величина усушки по немецким данным выражается цифрами в : вдоль волокон 0,1;
поперек волокон в радиальном направлении 3 5;
в тангенциальном направлении 6 10.
При высушивании от свежесрубленного до абсолютно сухого состояния по американским данным усушка колеблется в пределах в : вдоль волокон-0,10 0,35; поперек волокон в радиальном направлении 2,0 8,5;
в тангенциальном направлении 4,0 14,0; объемная усушка 7,0 21,0.
Таблица 8
Усушка различных пород древесины в по американским данным
Порода
Радиаль
ная
Танген
циальная
Объемная
Сосна 2,2-5,9
5,6- 8,2
7,8 12,7
Ель 3,4-4,5
6,6- 7,8
10,4-14,8
Пихта.
2,8-4,9
6,6-10,0
10,2-14,1
Лиственница
4,2
8,1
13,2
Дуб 3,6-8,0
6,6-14,3
12,1-14,4
Ясень 4,2-5,3
6,5- 8,7
12,6-15,2
4,2-4,9
8,1- 9,5
13,8-14,4
4,8
10,6
16,2
Береза 6,3-7,4
7,6 9,0
15,0-16,8
Ольха 4,4
7,3
12,6
Осина 3,3
6,9
ИД
Ива.
2,6
7,8
13,8
Тополь 4Д
6,9
11,4
Липа 6,6
9,3
15,8
Приведенные данные показывают, что усушка вдоль волокон ничтожна, а поперек волокон в тангенциальном направлении в общем примерно вдвое больше, чем в радиальном.
Усушка древесины проявляется полностью, когда высыхание происходит равномерно по всей толще материала; в этом случае наблюдается пропорциональность между усушкой и влажностью древесины от точки насыщения волокон и ниже. При неравномерном просщхании особенно заметном в толстом материале прежде всего высыхание происходит у наружной поверхности, где и начинает проявляться усушка; в середине же толщины высыхание появляется позже, и поэтому усушка материала нр проявляется полностью. Когда ближайшие к поверхности зоны древесины уже достаточно подсохнут и следовательно затвердеют, а усушка начнет проявляться глубже, то там она тоже может быть неполной, будучи сдерживаема не получившей достаточной усушки и уже затвердевшей в этом положении наружной зоной материала. По этой причине на практике при обычном высушивании наблюдается, что толстый материал дает меньшую усушку, чем тонкий, сохнущий более равномерно.
Коробление и растрескивание. Вследствие разной усушки древесины в радиальном и тангенциальном направлениях и неравномерности высушивания материала возникает его коробление.
Так, большая усушка в тангенциальном направлении вызывает коробление досок si виде
12
Е. И. САВКОВ
вагиба их краев в сторону выпуклости годовых слоев фиг. 4. Такого рода коробления материала можно избежать правильной его укладкой при достаточном нагружении, препятствующем короблению.
Неравномерное высушивание также может вывивать коробление; например середовая доска нижняя, фиг. 4, не дающая коробления при равномерном высушивании благодаря симметричному расположению годовых слоев, может покоробиться, если одна широкая грань будет сохнуть скорее другой.
Если появляющиеся при высушивании древесины напряжения превзойдут определенную
Таблица 9
Объемный вее древесины
ЦМ1Ш11ШФЛШПЫ11Щ1Й Фиг. 4. Короолеыие древесины
величину, то в ней образуются трещины, главным образом по сердцевинным лучам как по наиболее слабым местам, боковые и торцевые.
Во избежание трещин необходимо высушивание вести рационально, не вызывая появления опасных напряжений; для предупреждения торцевых трещин необходимо задержать испарение влаги с этих поверхностей путем их закрашивания масляной краской.
Вес. Удельный вес твердого вещества, иэ которого состоят стенки клеточек древесины, приблизительно одинаков для всех пород и выражается величиною около 1,5.
Практически важным является вес единицы объема древесины в том виде, в каком она применяется т. е. с известным содержанием влаги и воздуха, т. е. так называемый объемный вес; в этом случае цифры выражают вес в граммах одного кубического сантиметра, или в килограммах одного кубического дециметра, или в тоннах одного кубического метра.
Вследствие зависимости объемного веса древесины от влажности надо отмечать влажность, к которой относится данный объемный вес.
Объемный вес установленный при одинаковой влажности сильно колеблется не только для разных пород, но даже и в пределах одной породы вследствие различной плотности древесины.
Ниже приведен объемный вес равных пород из приложения к ОСТ 379.
3. Механические свойства древесины
Вследствие особенностей строения древесины основной характеристикой ее механических свойств в отличие от металлов является сопротивление сжатию главным обраэом вдоль волокон, хотя сопротивление его растяжению вдоль волокон значительно больше. Это объясняется тем, что при растяжении для передачи усилия приходится подвергать концы растянутого элемента сжатию поперек волокон древесины или заставлять ее работать на скалывание; обоим этим усилиям древесина сопротивляется слабо. Кроме того самое испытание на растяжение дает обычно довольно пестрые результаты, в то время как при сжатии вдоль волокон результаты получаются более ровные и
Порода
При влажности 10
В свежесрубленном состоянии средний
Дуб.
0,53 1,05
1,03
Ясень
0,57-0,94
0,92
Бук.
0,63 0,83
0,97
Акация
0,58 0,85
0,88
Граб.
0,62-0,82
0,99
Ильм.
0,56 0,82
0,93
Береза.
0,51-0,77
0,88
Каштан.
0,60-0,72
0,92
Лиственница
0,44 0,83
0,83
Сосна.
0,31 0,71
0,86
Ольха
0,42 0,64
0,83
Осина
0,43 0,57
0,76
Ива.
0,57-0,94
0,73
Ель.
0,43-0,63
0,79
Пихта
0,37-0,60
0,83
Кедр.
0,40-0,45
0,88
Тополь.
0,40 0,57
0,75
Липа.
0,32-0,53
0,79
лучше позволяют характеризовать материал.
Из других испытаний древесины применяется испытание на поперечный статический изгиб в тангенциальном направлении, на поперечный изгиб ударом для характеристики вязкости в том же направлении и на скалывание.
Другие испытания, как-то: на раскалывание, скручивание, твердость, на удержание гвоздей и шурупов, производятся при выполнении специальных работ.
Значительные колебания в плотности строения древесины даже в пределах одной породы, естественно, отражаются и на механических свойствах, имеющих благодаря этому довольно большой диапазон.
Поэтому для правильной характеристики материала необходимо производить большое число испытаний.
Механические свойства древесины имеют некоторую взаимную зависимость, которую в общем можно выразить следующими цифрами:
Растяжение
Сжатие
изгиб
Скапывание
Срез
м
1 1
1
19 130
12 13
16 120
34
114 120
13 14
Предел упругости при изгибе очень близко подходит немного превосходя к крепости на сжатие вдоль волокон.
Коэфициенты механических свойств, характеризующие глвнейшие породы дерева, приведены в табл. 10.
4. Влияние на крепость древесины влажности, плотности и неправильностей ее
строения
1 Влияние влажности
Механические свойства древесины за некоторыми исключениями при увеличении влажности ее от абсолютно-сухого состояния влажность равна 0 до точки насыщения волокон влаж-
Механические свойства древе
СТРОЕНИЕ ДРЕВЕСИНЫ
13
ч tt g
Я И
■
в
о 8 р. п
а
CD
Р
О
Я
И
Р
й
о
й
U.
со
Я
н
и
D gн 3
Н О И Я О
и о
л
о
К
В
ё
Ю
н
5
S
о
S
оо
в
I
П и
й
D
н
о
р.
И
6
8
Ю
Р
Я
а
S
н
о
н
о
к
о
в
о
а
А
R
о
а
И
5
£
О
££ стЗ О О А И
Н
О ся “1 SS
я и
а
А
Я
8
я
я
О
S
о
р.
о
о
п
н
о
S
D
Р.
О
о
W
Еч
О
аЗ
О
А
О
В
I is i® La is is I I I I
S I IK lSS IS IS I I I I
п os
ft Q jh kft kft
os Qiao 4
I I I l I I I i l i i i i I i i 3 9 SS 3 8
jOOOOOOOOCD
1ЛНЮОООС NNCDOOlfllOO 74 S COO kA tO CO N.TtH.M.rH r-ч CO M 00 CO COCOtM
О 0000000000000 о о
8CHOONifltOJCOOCONNO WieOJNNNift0flCOOHiO Tp OJ M CO ,'1 Tt CDC COClir-
ТсГо о сГсГо о о о hoVh I I I I I I I I i I I I
Ю O 05 f ift со со
oo I I
О Cl ift rH
ooooooo
kAvAlftiftvAkOkftCQOrHVA'-4kOtAvftkft
OCON
ao ь- ь- to
SSoSoo83
OONQCOhOCJm
o ift CO
ОООаОМОННСО0МОЛООО Л Л гн t ©Aft OSNOJ-HXTtCO HriOOSWHjONQOiOrCONCO 00
I I I I I I I I I I I I i I ggaSgg8S£83£gS2
kftC4kftlftCQOOCD'0tft'w.
trtvAlOiAiAvftiftCQOOlftOkOiaifttft
rlHHHHrlHrl HHHrtHHH
ююооолм
bNON О СО О
ЮО
ЮОЮС
wovftOoooooNmoiooeo
мосоюоечофпсюмксф
С0ОО4ОтС0ОчЮ1ОЬ00ХГ'-С0ч
I I I I I I M i I ОМХМСОМЛМОЛСИ-ЮЛО ЛСО'-ОЭЮг-TQOOOCOCOtr'-tMift
мт-юосчсмсолсосмщсоо
HNSCOCeiftOlflOONvnifJkfiOOO Ift CCLtCL' OtNCOQONN
оосГГо‘‘о'о’‘сГосГсГсГосГсГ
OONiOiflOOOOOiOOCDNWN l lifcft -400 tr-oo 1-00 000 ift
©00000 o o' o o' o' o cT q“ o o“
I 1 II I I I I I I I I I I I I
00 05 CM з: rHWOWNOON
СО C. Я. DftOOfcftl
o’ о о” О о о О О О о o' о о о о о
Рн
Q
о
о
. л
S
S -к -Is. -8
Ss в я
sl-ilgsIII::.
о £ £ Э 5 ш 5 2 m я ш S Яч 2 Z.2 Д X J5 ой о И 2 в s.
tf S Я w а сб
Ow SSffiS W
ww. 8 d я 5 л у.
hj Г ahl'HoH о И Я
зй2:Ьо.Э£в1а:яод
о ийичмияЕнмиосад
ность равна 30 понижаются; поэтому коэфициенты крепости древесины необходимо сопровождать значком, указывающим на степень ее влажности.
Приведение коэфициента крепости древесины на сжатие вдоль волокон производится по формуле:
D15 Dk С1 а 15,
3
где D16 коэфициент крепости, приведенный к влажности 15;
Dk коэфициент крепости при влажности к в пределах от 8 до 23; к влажность в процентах; а поправочный коэфициент.
Эта формула позволяет производить сравнение качества древесины путем приведения ее крепости к одной и той же нормальной влажности к 15.
Аналогичной формулой пользуются для пересчета коэфициентов крепости на изгиб и на скалывание.
Значения поправочных коэфициентов для различных видов сопротивления древесины даны в табл. 11.
При отсутствии для данной породы точных поправочных коэфициентов применяется средняя поправка: для сжатия 0,04, для изгиба и скалывания 0,03.
Зависимость модуля упругости сосны от влажности к и объемного веса дующими формулами: на растяжение:
Е 100 91 26 50 к 800; 4
на сжатие:
Е 100 81у15 23 50 к 740; 5
у выражается сле-
отношение
1,1.
Есжат
2 Влияние плотности
Плотность древесины зависит от количества вещества стенок клеточек в единице объема древесины и может быть следовательно охарактеризована приближенно процентным содержанием летней древесины, а более точно объемным весом.
Чем больше содержание летней древесины или чем больше объемный вес, тем плотнее древесина и тем выше ее механические свойства.
Зависимость между содержанием летней древесины и объемным весом для сосны приближенно может быть выражена уравнением:
у 0,012 т 28,
15
где у16 объемный вес, а т содержание летней древесины в процентах.
Зависимость механических свойств сосны от объемного веса выражается Формулами:
а для сжатия вдоль волокон:
Д15 1 035у16 105 50; 'б для изгиба:
Ви 2 000у15 - 195 100,
6
'7
где D16 и 15 коэфициенты крепости при влажности к 15.
и
Е. И. САВКОВ
Таблица 11
Поправочные коэфициенты а для определения сопротивляемости древесины
Сосна
Ясень
Береза
Клен
Листвен
ница
Дуб
Пихта
Сжатие вдоль волокон поперек волокон в тангенциальном направлении. Сжатие поперек волокон в радиальном направлении
Изгиб в тангенциальном направлении Скалывание в тангенциальной плоскости Скалывание в радиальной плоскости 0,05
0,045
0,035
0,04
0,03
0,035
0,05
0,0S5
В Влияние неправильностей строения
Часть недостатков1 здоровой древесины выражается в неправильностях или повреждениях формы материала бурелом, сухобокость, пожарная подсушина, вакомелистость, ройка, сбежистость, кривизна, затеска, облом и пр., которые или только портят форму сортамента или же заставляют при обработке в большей или меньшей степени перерезать волокна, имеющие неправильное направление, и тем самым понижать крепость см. косослой. Другая часть недостатков нарушает целость строения разного рода трещины, серница, прорость и т. п.; в зависимости от этих нарушений соответственно снижается и крепость материала. Наконец третья часть связана с неправильностью строения древесины косослой, свилеватость, крень и пр. К недостаткам этого рода можно условно отнести и сучки.
Косослоем фиг. 5 называют отклонение волокон древесины от направления образующей ствола, благодаря чему волокна следуют по винтовой линии с бблыпим или меньшим уклоном, который измеряется величиной отклонения на единицу длины ствола в обыкновенном материале допускается не свыше 8 см на 1 пог. м, а в ответственных элементах конструкций не свыше 5 см на 1 пог. м.
0,045
0,04
0,04
0,04
0,050
0,04
0,04
0,03
0,04
0,03
0,02
Американские исследования фиг. 7 показали, что понижение механических свойств невелико, если отклонение волокон не превышает 1,0 т. е. 5 см на 1 м длины кривые характеризуют понижение коэфициента крепости при ивгибе, модуля упругости, работы при статическом и ударном изгибе.
I
о
QJ
jOO 90 80 70 60 50 40
:40 i:35 1-30 1 25 1 20
Ши менЬше косослой
белвшясёнЬ
I
Пикта Дц
'2.1QC
ь
Vv
V
Спрщ
''.Сит,
ко
.V V V 1
VI
115 НО U5
Фиг. 7. Диаграмма зависимости механических свойств древесины от косослоя
Фиг. 5. Косослой
Фиг. 6. Неправильность распиловки
Отклонение волокон при косослое остается и в пиленом материале и в детали, полученной ив него. Следует однако отметить, что отклонение волокон от оси детали может получиться и при прямослойном материале; в случае неправильной распиловки его может быть получен или как бы искусственный косослой аналогично фиг. 5 или же перерезание годовых слоев под углом фиг. 6. Во всех приведенных случаях влияние отклонения волокон на крепость древесины зависит исключительно от их уклона.
1 Номенклатура приведена древесины.
в ОСТ 6710 Пороки
Исследование влияния направления волокон на механические свойства сосны, произведенные в Союзе, дали следующие результаты.
Зависимость коэфициента крепости сосны на сжатие от наклона волокон представлена на фиг. 8, где по оси ординат отложен коэфициент крепости в процентах от коэфициента крепости при сжатии вдоль волокон, а по оси абсцисс угол наклона волокон для разных комбинаций этого наклона: группа I наклон в радиальной плоскости, группа V наклон в тангенциальной плоскости, остальные группы комбинированный наклон в той и другой плоскости а.
В табл. 12 приведены коэфициенты крепости сосны на сжатие поперек волокон и на скалывание в процентах от коэфициента крепости на сжатие вдоль волокон.
Зависимость от наклона волокон коэфициента крепости сосны при статическом поперечном изгибе представлена на фиг. 9.
Флаксерман А. Н., Влияние наклона волокон на механические свойства древесины сосны, Труды ЦАГИ, вып. 78.
СТРОЕНИЕ ДРЕВЕСИНЫ
IS
Таблица 12
Соотношение воэфнциентов крепости сосны
Сжатие
вдоль
В0Л6К0Н
Сжатие поперек волокон
Скалывание
танген
циальное
радиаль
ное
танген
циальное
радиаль
ное
в процентах
100
17
10
19
23
Таблица 13 Значения коэфициентов А. и В в фле 8
Угол
наклона
Перерез годовых слоев при неправильной распиловке
Косослой
а
А
В
А
В
0
0,40
0,042
0,5
0,038
3
0,25
0,041
1,5
0,022
5
0,10
0,040
2,0
0,017
10
1,10
0,028
4,3
0,007
12
2,00
-0,018
-4,5
0,011
Зависимость от наклона волокон критиче- о0 ского напряжения при продольном изгибе выражается формулой:
Рр в,' А в, 8
где Daо коэфициент крепости на сжатие при соответствующем угле наклона волокон;
L длина образца от 3 до 54,5 см г радиус инерции;
в пределах от 5,25 до 94,2.
В общем можно считать, что для нашей сосны при наклоне волокон в 5 см на 1 м 120, или а 3, понижение крепости максимальное для статического иэгиба равно
4-5.
Углу наклона а 5 или г1а соответствует понижение крепости до 10.
Свилеватость, т. е. волнообразное или путаное расположение волокон, также сказывается на механических свойствах древесины.
Фиг.
Фиг. 8. Диаграмма зависимости коэфициента крепости сосны на сжатие вдоль волокон от косослоя
Крепость свилеватой древесины может снижаться до 18 величины крепости прямослойной древесины.
9. Диаграмма зависимости коэфициента крепости сосны на статический изгиб от косослоя
К р е н ь, т. е. твердая древесина широкослойной стороны ствола эксцентричного расположения годовых слоев, отличается следующими особенностями механических свойств: крепость и модуль упругости на растяжение меньше нормальных, крепость на сжатие и изгиб в свежесрубленном состоянии выше нормальных, модуль упругости при ивгибе как сырой, так и сухой древесины ниже нормального. Применение такой древесины ограничено вследствие значительного коробления и растрескивания, трудности обработки и большой деформации при отгибе.
С у ч к и. Суковатость древесины также является недостатком, так как волокна самого сучка направлены обычно почти под прямым углом к волокнам древесины, а прилегающие к сучку волокна ствола обходят его, искривляясь на большем сосна или меньшем ель расстоянии от сучка; все вместе ввятое ведет в болынин стве случаев к ослаблению сопротивления древесины.
Наличие сучка при сжатии древесины вдоль волокон может привести к снижению крепости на 30 и более в зависимости от размеров сучка, и размеров сжимаемого сечения.
При сжатии поперек волокон наличие сучка,, напротив, повышает коэфициент крепости.
При поперечном ивгибе ослабление материала вызываемое сучком, также зависит от относительных размеров сучка и сечения материала и or места расположения сучка.
Особенно сильное ослабление вносит сучок на растянутой кромке, меньшее на сжатой и некоторое усиление при расположении его с
16
Е. И. САВКОВ
воне нейтрального слоя, где он может окавывать сопротивление срезывающему усилию.
Влияние сучков в стойках также зависит от относительных размеров сучков и стойки и от расположения их. В тех случаях, когда устойчивость является решающим фактором при боль-
Фиг. 10. Схема к таблице градации сортов материала
Штриховкой показан размер максимально допускаемых сучков от середины к торцам и от ребер к нейтральной линии. Максимальный допустимый сучок в какой-либо части балки должен быть в соответствующей пропорции между допустимыми сучками в середине и у ребра.
Таблица 14
Максимальные допустимые дефекты
Сучки
Трещины
Косослой
Узкая, или горизонтальная
, сторона бруса
Широкая, или вертикальная, сторона бруса
Торцевые
На всех сторонах
Гра
дация
сортов
Суммарн. диаметр в центральной части гЫ L
Максимальный диаметр в центральной части 4zL
Максимальный диаметр у концов
Суммарный диаметр в центральной части ЩЬ ■
Максимальный диаметр в центральной части ЧгЬ
Свеже-
сруб-
ленный
Сухой
Центральная часть ЧьЬ
в долях ширины
в долях ширины
предел в мм
в долях ширины
предел в мм
в долях высоты
в долях высоты
предел в мм
в долях ширины
в долях ширины
наклон
Si
ь
18
5
37
h
h
37
5
25
1
2
8
4
2
8
8
9
20
Sa
ъ
5
4
37
5
2
75
h
h
4
75
5
4
т
1
15
Ss
3 5 2
35
8
5в
35
4
112
т
b
lit
т
1
11
Si
25
5
2
75
5
150
2 h
I
h
2
150
5
2
55
9
1
8 1
шой длине стойки, влияние сучков относительно невелико; с увеличением сжимающих напряжений влияние сучков увеличивается.
Влияние неправильности направления волокон древесины от сучка даже если сам сучок отошел при обработке будет сказываться аналогично косослою.
На основании изучения влияния недостатков строения древесины Лесное ведомство США предложило градацию сортов материала, представленную в табл. 14 согласно схеме фиг. 10.
L длина материала;
Ъ ширина узкой, или горизонтальной, стороны;
h высота широкой, или вертикальной, стороны.
Сучки, указанные на фиг. 10, слева от центральной линии для сорта 2-го допустимы, а справа недопустимы, размеры даны в миллиметрах и в долях ширины и высоты сечения.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ванин С. И., Древесиноведение, 1934 г.
2. Кротов Е. Г., Технология дерева, 1934 р.
3. М о н р о й И. А., Древесина, 1933 г.
4. Сидоров Н. Я., Строение древесины и ее физико-механические свойства, 1933 г.
5. Кузнецов И. И., Технология дерева, том
I, ч. I и И, 1932 г.
6. Перелыгин JI. М. и Певцов А. X., Механические свойства и испытания древесины, 1934 г.
7. С а в. ков Е. И., Исследования физико-механических свойств древесины сосны, 1930 г.
8. Савков Е. И., Методы физико-механических испытаний древесины, 1931 г.
9. Савков Е. И. и М у х и н Г. В., Исследование модуля упругости древесины сосны, 1931 г.
10. Флаксерман А. Н., Влияние наклона волокон на физико-механические свойства древесины сосны, 1931 г.
11. Сборник ЦНИИМОД, Физико-механические свойства древесины, вып. III, 1934 г.
12. Т о ж е, Физико-механические свойства древесины дуба, лиственницы, березы и сосны. Сборник 3, 1934 г.
13. Т о же, К вопросу о замене дефицитных пород древесины, 1933 г.
РАСТЯЖЕНИЕ
17
Инж. В. В. БОЛЬШАКОВ
П. РАСТЯЖЕНИЕ
1. Лабораторные данные
В работе древесины на растяжение особенно резко выявляется ее неоднородность анизотропность. Для хвойных пород например сопротивление растяжению вдоль волокон в 10 30 раз выше сопротивления растяжению поперек волокон. Этим главным образом и объясняется большое влияние на сопротивление разрыву вдоль волокон таких факторов, как косослой, неправильная распиловка и присучковое отклонение волокон.
1 Растяжение вдоль волокон
Ориентировочные данные о величине временного сопротивления древесины растяжению вдоль волокон приведены в табл. 1.
Как видно из таблицы, эта величина колеблется в весьма широких пределах, составляя для сосны в среднем 700 800 кгсм2.
Временное сопротивление древесины одной и той же породы почтл пропорционально ее объемному весу. Для сосны эта зависимость представлена графически на фиг. 1.
Зависимость между временным сопротивлением и влажностью показана на фиг. 2.
Значение модуля упругости на растяжение вдоль волокон подобно временному сопротивлению также весьма непостоянно табл. 2. На „фиг. 3 дана зависимость между модулем упругости Е авиационной сосны и ее объемным весом; на фиг. 4 зависимость между модулем упругости Е и влажностью при постоянном объемном весе. В обоих случаях, как это установлено работами ЦАГИ, зависимость прямолинейная. В ТУ и Н 1931 г. расчетный модуль упругости на растяжение вдоль волокон а также на сжатие и изгиб принят независимо от породы согласно табл. 3.
Таблица 1
Временное сопротивление дерева растяжению вдоль волокон
Порода
Баушингер
Бауман
влажность в
временное сопротивление в кгсм
влажность в
временное сопротивление в кгсле2
Хвойные
Сосна
от 13 до 18
146 690 1660
12
375 900-1 797
Ель.
13 35
170-715 2450
12
453-1 684
Пихта
12
475 860-1 181
Лиственные
Дуб
12
491 1 080-1 682
Бук.
.
12
1 345 1 600-1 973
Ясень
Таблица 2
Модуль упругости дерева
пп
Исследователь
Порода
Влажность
в
Модуль упругости в кгслс
Примечания
1
Баушингер
Ель. Сосна
16
15
39 000- 90 000-143 000 39 000-103 000-157 000
2
Бауман
Ель. Сосна Дуб Бук
12
12
12
12
160 000 166 000 67 000 156 500 185 000
3
1
ЦАГИ 1 ВИАМ
Сосна
10
15
122 000-194 000 116 000-180 000
Для авиалеса при удельном весе у15 от 0,4 до 0,6
Ясень
10
15
20
134 000 179 000 125 000-163 000 116 000 146 000
Для авиалеса при удельном весе yJ6 от 0,6 до 0,8. Среднее Е 140 000 кгсм2 при у1б 0,7
Дуб
10
15
20
121 000 188 000 113 000-175 000 106 000-162 000
1 Савков Е. И. и Мухин Г. В., Исследование модуля упругости древесины сосны, Труды ЦАГИ, вып. 107. Мухин Г. В., Исследование модуля упругости древесины ясеня и дуба, Труды ВИАМ, вып.11.
18
В. В. БОЛЬШАКОВ
Таблица 3
Значения модуля упругости на растяжение вдоль волокон согласно ТУ и Н
Влажность
дерева
Воздушносухое 12 18
Полусухое
18-23
Сырое
23 45
Модуль
упругости Е
110 ООО
100 000
80 000
в кгсм2
личием сердцевинных лучей, что особенно сильно сказывается в дубе.
Весьма низкое допускаемое напряжение п определяется возможностью образования в дереве при усушке воздушных трещин.
3 Растяжение под углом
Временное сопротивление растяжению под углом а в функции от временного сопротивления растяжению вдоль и поперек волокон может быть выражено формулой 2:
Таблииа 4
Временное сопротивление дерева растяжению поперек волокон
Породы дерева
Временное сопротивление растяжению в гясм в направлениях:
Процентное соотношение между временным сопротивлением в направлениях:
Примечание
продоль
ном
танген
циаль
ном
радиаль
ном
продоль
ном
танген
циаль
ном
радиаль
ном
Сосна
786-1 712
19 24
19 59
100
2,4
4,1
Временное сопротивле
Ель.
1 423 1 571
26 40
34 92
100
2,2
4,2
ние вдоль волокон при
Ясень.
946 1 579
72 146
98-153
100
8,5
9,2
нято за 100
Дуб.
680 724
33 95
68-198
100
10,7
22,6
гс2
1600
1
I
1 1200
II Ш00
1400
5
800
600
400
200
С нгсмш 200000
04
05 36
Объемной вес
07Г,о
180000
160000
140000
120000
0,40
0,45
0J50
0,55
0.60 х,
Фиг. 1. Зависимость между временным сопротивлением растяжению и объемным весом сосны
Фиг. 3. Зависимость модуля упругости Е на растяжение авиационной сосны от ее объемного веса при влажности 10
ьг
700
’g
600
it
С.
500
с: о 81
400
£ S
300
200
Q
£
ЮО
0
Е кгсм5
210000
190000
170000
150000
30000
110000
90000
Ю 20 30 40 50 60 70 80 90 30 ВлаЖность дереда 6
Фиг. 2. Зависимость между временным со-
противлением растяжению и влажностью строительного дерева
1
'7
■££50 200.43
1
1 1 1 1
I 1
7 -
влажность
фиг. 4. Зависимость между влажностью и модулем упругости Е на растяжение' авиационной сосны; у объемный вес при 10 влажности
Я
1
ir-1sin
а
2 Растяжение поперев волокон
В табл. 4 приведены величины временного сопротивления растяжению поперек волокон в радиальном и тангенциальном направлениях различных пород дерева по данным БауманаЛанга г. Некоторое увеличение R в радиальном направлении по сравнению с R в тангенциальном направлении табл. 4 объясняется на-
1 Baumann-Lang, Das Holz als Baustoft, 1927 г. Выведена инж. Г. Г. Тахтамышевым.
кгсмъ,
1
где Ra временное сопротивление растяжению под углом;
R у временное сопротивление растяжению вдоль волокон;
РАСТЯЖЕНИЕ
19
Rj временное сопротивление растяжению
поперек волокон;
а угол между направлениями волокон и растягивающей силы.
it
Форма и размеры об- Закрепление
разца. Для углов от концов об-
0 до 15 I 450; разца в зажи-
для углов от 30 до мах машины
90 I 200
Фиг. 5. Лабораторный образец для испытания на растяжение
265
Фиг. 6. Схема выборки образцов из доски
R кгсмг 900
800 700 600 500 400 300 200 т
0 iQ 2D 30 40 50 60 70 8090
1 по данным лабораторных испытаний СДК ЦНИПС
R п
2 по формуле: Ra 1
1
1
1
А
1 1 ✓
г
Ч
1
1
1
1
1 1 Г 1
1 L
V
V
1
з
ч
k
г
У
2
“ нр
1
Rj_- 1
Sin 82 о
выборки образцов из доски. Материал авиационная сосна.
На фиг. 7 представлен график с тремя кривыми, дающими характер изменения временного сопротивления сосны растяжению в зависимости от угла а.
Первая опытная кривая 1 проведена по средним точкам, полученным при лабораторных испытаниях.
Вторая кривая 2 построена по вышеуказанной формуле для Ra , причем R я приравнено в численном выражении временному сопротивлению, полученному при испытаниях для а 0, а Rпринято равным 0,06 R ц.
Третья кривая 3 так называемая кривая минимальных напряжений построена на основании теоретической зависимости напряжения от угла наклона косой площадки в напряженном материале 1.
Обозначая напряжение в поперечном сечении образца, растягиваемого силой N, через па -у- , где F площадь поперечного сечения,и разлагая это напряжение но двум взаимно перпендикулярным на правлениям: вдоль волокон
нормально наклонной площадке 1 J и поперек волокон нормально площадке 2 2 фиг. 8, получим следующие зависимости:
па cosa ’ па
П_
-L.
sin2 а ’
2Р Sin 2а ’
Фиг. 8. Распределение напряжений в растягиваемом образце с наклонным направлением волокон
3 кривые минимальных напряжений а, б, в.
Фиг. 7. Временное сопротивление сосны растяжению в зависимости от угла наклона а волокон к растягивающему усилию
Лабораторные испытания ЦНИПС, послужившие основанием для вывода этой формулы, проводились с образцами, форма и размеры которых изображены на фиг. 5. На фиг. 6 дана схема
где па напряжение растяжения под углом а;
п напряжение растяжения вдоль волокон по пло1цадке 1 1;
напряжение растяжения поперек волокон по площадке 2 2;
g напряжение скалывания вдоль волокон по площадке 2 2.
Полагая в этих уравнениях па Ra и строя
соответствующие кривые 2, получим, что для значения каждого данного угла а сопротивление образца разрыву будет определяться наименьшим из трех значений па , даваемых этими кривыми. Результирующая кривая 3 состоит из отрезков, дающих минимальные значения па.
Как видно из графика фиг. 7, зависимость между сопротивлением растяжению и углом а, получаемая по ф-ле 1 кривая 2, вполне удовлетворительно согласуется с теоретической кри-
1 Флаксерман, Влияние наклона волокон иа механические свойства сосны, изд. 1931 г.
2 При построении кривых по уравнениям 2, 3
и 4 принято п R и ' 774 кгсм, пj_ 0,06 R ц 46,4 кгсм и t ц 77,3 -кгсм, причем напряжение на скалывание взято на основании параллельно проведенного испытания на скалывание нормальных образцов с приведением их к ПЯ влажности.
20
В. В. БОЛЬШАКОВ
ной 3 минимальных напряжений и опытными данными как ЦНИПС кривая 1, так и иностранных исследователей. На фиг. 9 пунктиром нанесена кривая по данным проф. Баумана, сплошной линией соответствующая кривая по ф-ле 1.
R смг
Пунктир лабораторные данные проф. Баумана, сплошная кривая по формуле:
1
щгЬ
sin
32
при R и Rj_, взятых по вышеуказанным лабораторным данным проф. Баумана;
R временное сопротивление вдоль волокон;
временное сопротивление поперек волокон
Фиг. 9. Зависимость между временным сопротивлением растяжению готтардской пихты и углом а наклона волокон к направлению растягивающей силы
2. Растяжение в элементах деревянных конструкций
1 Допускаемые напряжения
В табл. 5 приведены основные допускаемые напряжения на равномерное растяжение элементов ив сосны и дуба, устанавливаемые ЕН для защищенных сооружений, возводимых й8 здорового во8душно-сухого леса влажностью не более 18 с небольшим количеством сучков.
Таблица 5
Основные допускаемые напряжения на растяжение в каелс2 для воздушно-сухой сосны и дуба
Порода
Допускаемые напряжения в кгсм2
вдоль
волокон
поперек
волокон
Сосна
Дуб
JOO
130
Сравнительно низкие значения допускаемых напряжений на растяжение для сосны напри
мер л__ 100 кгсм2 при временном сопротивлении Л_700 800 кг см2, тогда как для той
же породы л_ 100 кгсм2 при 300 400
KsjcM2 обусловливаются:
а сильным влиянием на сопротивление древесины растяжению неоднородности ее строения при наличии косослоя, присучкового отклонения волокон ит. п.;
б большим влиянием, чем при сжатии, всякого рода местных пороков, ослабляющих отдельные сечения.
При установлении допускаемых напряжений на растяжение учтена также существенная разница между сопротивлением разрыву лабораторных образцов и работой на растяжение элементов деревянных конструкций п натуре, являющаяся следствием влияния абсолютных размеров сечений, различных пороков, местных ослаблений, напряжений, связанных с вынужденными деформациями отдельных элементов, и пр.
Кажущийся весьма большим коэфициент запаса на растяжение по отношению к данным лабораторных испытаний в действительности значительно меньше.
2 Центральное растяжение
При растяжении элементов деревянных конструкций силами, приложенными вдоль оси элемента, и при симметричном расположении ослаблений расчет производится по формуле для центрального растяжения:
■■., 5
г нетто
где iV__ расчетное осевое растягивающее усилие в элементе;
Fнетто площадь нетто наиболее ослабленного сечения;
п_1_ допускаемое напряжение на растяжение вдоль волокон.
Как указывалось выше, влияние механических пороков на работу растянутых элементов деревянных конструкций в натуре весьма велико.
В целом ряде случаев наличие пороков явилось причиной аварий деревянных конструкций. Сопротивление дерева разрыву с увеличением угла наклона волокон по отношению к действующему усилию быстро падает; уже при угле наклона а 10 временное сопротивление уменьшается на 50, а при угле о 30 оно составляет всего лишь 20 от временного сопротивления растяжению вдоль волокон.
В одной, из стропильных ферм на гладких кольцевых шпонках элемент нижнего пояса разорвался при расчетной нагрузке в месте ослабления доски кольцевой дорожкой вследствие наличия значительного косослоя и сучка на кромке доски. Косослой в месте разрушения доходил до 30 см на 1 пог. м ах:170.
Это указывает на недопустимость косослойного леса 1 для растянутых элементов и на настоятельную необходимость применения в этом случае тщательно отобранного прямослойного материала.
Неменьшее значение, чем косослой, имеет для работы древесины на растяжение наличие с у ч-
1 Согласно ТУ и Н в ответственных элементах конструкций допускается косослой не более 5 см на 1 пог. м угол в 3.
РАСТЯЖЕНИЕ
21
ков. Помимо непосредственного уменьшения рабочей площади поперечного сечения одностороннее расположение сучка вызывает, как показано на фиг. 10, эксцентричное приложение усилия к работающей части сечения а 6 и появление изгибающего момента. Поэтому вследствие наличия сучка, несмотря на центральное приложение усилия, растянутый элемент работает эксцентрично.
а
оереэаннЬе волокна
Фиг. 10. Влияние сучка на работу растянутого элемента
Отклонение волокон около сучка и выпадение волокон из работы при опиловке доски могут весьма существенно снизить сопротивление последней растягивающим усилиям. Особо опасный случай, когда почти все волокна оказываются перерезанными, представлен на фиг. 11.
Фиг. 12. Характер распределения растягивающих напряжений в ослабленном косой призматической шпонкой сечении а а
положении идеальных шарниров в узлах, тогда как в действительности в большинстве случаев он выполняется в виде неразрезного бруса. Длина последнего определяется сортаментом лесоматериалов и часто равна длине нескольких панелей.
При упругих и рыхлых деформациях прогибах системы в неразрезном нижнем поясе возникают дополнительные напряжения от изгиба, достигающие своих наибольших значений в узлах, где нижний пояс, как правило, имеет ослабления врубками, шпонками и т. п.
Обычно эти дополнительные напряжения расчетом не учитываются отчасти вследствие затруднительности точного их учета, отчасти потому, что при нормальных схемах сквозных деревянных конструкций эти дополнительные напряжения невелики.
На фиг. 13 дан пример стропильной фермы, нижний пояс которой при ее прогибе испытывает вследствие своей неразрезности дополнительные напряжения от изгиба.
Все перечисленные факторы, трудно поддающиеся учету, весьма сильно снижают в реальных условиях работы сооружения те коэфициенты запаса, которые имеют место при растяжении элементов в лабораторных условиях.
Чолокна
Фиг. 11. Ослабление кромки растянутого элемента
При наличии в растянутых элементах деревянных конструкций местных ослаблений, хотя
бы и расположенных симметрично, распределение напряжений по площади ослабленного сечения будет все же неравномерным в большей или меньшей степени вследствие появления так называемых м естных напряжений в местах резкого изменения сечения, весьма значительных при наличии приложенного здесь же усилия.
На фиг. 12 представлено симметричное ослабление растянутого элемента косыми шпонками с указанием характера распределения в этом случае силовых линий и растягивающих нормальных напряжений в ослабленном попе, речном сечении а, а.
Следует отметить еще один фактор, вызывающий дополнительные напряжения в растянутых элементах стержневых систем.
Обычно нижний пояс деревянных ферм рассчитывается на центральное растяжение в пред
Чтобы обеспечить необходимую прочность растянутых элементов деревянных конструкций, необходимо соблюдение следующих условий.
а Следует весьма осторожно подходить к выбору соответствующих допускаемых напряжений, учитывая, что они являются критерием для оценки только некоторых средних напряжений, получаемых в предположении равномерного распределения напряжений по сечению, и что наибольшие фактические напряжения в отдельных случаях весьма значительно в несколько раз превосходят эти средние расчетные напряжения.
б Необходимо учитывать возможное влияние на растянутые элементы деформаций системы, а при назначении генеральных размеров последней и при проектировании отдельных ее частей стремиться свести это влияние до минимума путем надлежащего конструирования.
в Не следует допускать -при проектировании деревянных конструкций значительных местных ослаблений сечения растянутых элементов при симметричном ослаблении более 50, при несимметричном более 40.
г Следует избегать несимметричного ослабления сечений рабочих элементов, вызывающего
1 При учете этих напряжений расчет следовало бы вести по формуле для сложного сопротивления, определяя напряжения от изгиба на основе замеренных или вычисленных деформаций узлов.
22
В. В. БОЛЬШАКОВ
внецентренное растяжение в опасном ослабленном сечении. В том случае, если такое ослабление неизбежно, надо обеспечивать равномерное распределение напряжений в наиболее опасном ослабленном сечении соответствующим конструированием.
Примером может служить изображенный на фиг. 14 опорный узел брусчатой стропильной фермы, решенный на лобовой врубкб, в котором равномерное растяжение в опасном ослабленном сечении 1 1 затяжки обеспечено центрировкой опорной площадки.
Фиг. f4' Центрировка по ослабленному сечению, обеспечивающая равномерное растяжение в ослабленном сечении 1 1
д При расчете растянутых элементов, имеющих ряд ослаблений, следует учитывать возможность разрушения не только по ослабленному сечению 1 1 фиг. 15, но. и по ломаной линии 1 2 3 4.
Нетрудно подсчитать длину I между осями нагелей, необходимую из условия равнопрочности на разрыв растянутого элемента по ослабленным сечениям 1 1 и 1 2 3 4.
1
N
О
О
то
©
© ©
'л
Фиг. 15. Возможные линии разрыва ослабленного нагелями растянутого элемента
Сопротивление разрыву: по сечению 1 1:
К
bh-2d ;
по сечению 1 2 3 4:
N b h 3d л I.
Полагая N iV, из условия равнопрочности получим:
,
откуда
7 _ d Е”
при п 100 кгсм8 и 12 кгсм для воздушно-сухой сосны I х 8d1.
Этот результат указывает на нецелесообразность применения шахматного размещения на
гелей для получения более компактного стыка а, так как такое размещение потребует большей длины стыка, чем прямая расстановка нагелей, вследствие необходимости обеспечить ослабленный элемент от косого разрыва. Вместе с тем шахматная расстановка без поперечного сближения рядов и g учетом ослабления по ломаной линии представляется вполне целесообразной.
е В процессе производства работ по изготовлению деревянных конструкций следует производить тщательный отбор лесоматериала для растянутых элементов в целью обеспечить их от вредного влияния местных пороков и дефектов.
3 Внецентренное растяжение
Выше мы видели, что в целом ряде случаев элементы деревянных конструкций одновременно о растяжением подвергаются изгибу. Последний может быть вызван:
а эксцентрично приложенной растягивающей силой;
б несимметричным ослаблением сечения;
в нагрузкой элемента, помимо осевого растягивающего усилия, силами, приложенными нормально к оси элемента.
Фиг. 1о. Работа на сложное сопротивление нижнего пояса стропильной фермы вследствие местной нагрузки в панелях от прогонов подвесного потолка
Расчет в этом случае производится по формуле сложного сопротивления:
I ГМ1 у 1 с
Fнетто Wнетто 1п3 где N. осевое растягивающее усилие в элементе;
Fнетто площадь нетто опасного ослабленного сечения;
М иэгибающий момент от действия сил, нормальных к оси бруса, или внецентренного приложения силы N; в последнем случае
М Ne,
где е эксцентриситет силы N_ относительно оси ослабленного сечения;
нетто момент сопротивления опасного ослабленного сечения относительно той же оси;
1 Справедливо только при данном числе рядов.
2 Для всех нагелей кроме гвоздей.
СЖАТИЕ
23
0__ допускаемое напряжение на растяжение;
Спм допускаемое напряжение на иэгиб.
Примером внецентренного растяжения в результате эксцентричного приложения растягивающей силы может служить основное сечение 2 2 несимметрично ослабленного нижнего пояса фермы, опорный увел которой изображен на фиг. 14.
Случай одновременного действия растяжения и поперечного изгиба представлен на фиг. 16. Вследствие размещения прогонов подвесного потолка между узлами нижний пояс стропильной фермы работает на сложное сопротивление. Ввиду неразре8ности пояса на протяжении двух панелей опасным сечением является сечение 1 1
в угле В, где мы имеем Мтдл при наибольшем ослаблении сеченая.
Обычно напряжения от изгиба достигают значительной величины по сравнению с основными напряжениями от центрального растяжения, что требует существенного увеличения сечения пояса, а потому описанное решение, как правило, не рекомендуется.
Наконец в ряде случаев изгиб растянутых элементов может явиться следствием пластических деформаций и сопровождающего их прогиба всей системы в целом. Возможность эта, не учтенная при проектировании, в особенности при наличии значительных местных ослаблений растянутых элементов, нередко вызывает аварии деревянных конструкций.
Инж. В. П. СИНИЦЫН
Ш. СЖАТИЕ
1. Лабораторные данные
1 Сжатие вдоль волокон
Разрушение древесины при сжатии происходит вследствие местного продольного изгиба волокон и вдавливания твердых летних волокон в более мягкие весенние. Характер разрушения образцов от сжатия виден на фиг. 1.
объемного веса, места взятия образца в стволе, влажности 1 и т. д.
2 Сжатие под углом к направлению волокон
Сжатие под углом к направлению волокон может иметь место например в следующих случаях':
а при косослое волокна наклонены в тангенциальной плоскости;
Фиг. 1. Разрушение при сжатии вдоль волокон
Фиг. 2. Разрушение при сжатии под углом к волокнам
Крепость временное сопротивление древесины на сжатие для основных пород СССР можно в среднем принять: для сосны пв 400 mfcMz и для дуба пв 500 кгсм2. Величина временного сопротивления древесины сжатию зависит от условий произрастания, величины
б при неправильной распиловке волокна наклонены обычно в радиальной плоскости;
1 Зависимость крепости древесины от этих факторов освещена в статье Строение древесины и ее основные свойства Е. И. Савкова.
24
В. П. СИНИЦЫН
в в сопряжениях врубки, нагельные и шпоночные сопряжения, при пересечениях стоек с прогонами, в деревянных подкладках под фермы и других аналогичных случаях.
Сжимающая сила может при этом действовать под углом к направлению волокон, лежащим или в плоскости радиальной по радиусу годовых слоев или же тангенциальной по касательной к годовым слоям.
В зависимости от величины этого угла меняется и характер разрушения образцов. При углах от 0 до 5 разрушение вызывается обычно местным выпучиванием волокон. При углах от 10 до 45 наблюдается разрушение от ярко выраженного скалывания. При углах более 60 после начала разрушения возможно дальнейшее увеличение нагрузки, так как сопротивляемость возрастает ва счет уплотнения волокон Древесины фиг. 2. Величиной, характеризующей крепость древесины на сжатие под углом, является напряжение в момент начала разрушения образца. Этот момент легко отмечается на испытательной машине, совпадая с резким уменьшением сопротивляемости, и обусловливается сдвигом летних слоев по весенним или раздавливанием более слабых весенних слоев.
Как для наклона волокон в тангенциальной плоскости, так и для наклона их в радиальной плоскости характерны резкое падение сопротивляемости при изменении угла наклона от 0 до 50 60 и несколько замедленное падение ее при дальнейшем увеличении угла.
При нагружении образцов из хвойных пород под углом к направлению волокон в тангенциальной плоскости получены значительно большие разрушающие нагрузки, чем при загружении под углом в радиальной плоскости. При действии силы перпендикулярно к направлению волокон крепость на сжатие составляет в случае действия силы тангенциально к годовым слоям при больших углах 15, а в случае действия силы радиально всего лишь 8 от временного сопротивления сжатию вдоль волокон.
3 Предел пропорциональности и модуль упругости
Упругие свойства древесины характеризуются пределом пропорциональности ппр. проп и модулем упругости Е.
Величины предела пропорциональности, полученные различными исследователями для сжатия вдоль волокон, сильно разнятся. По опытам Ланга и других' авторов предел пропорциональности достигает 50 75 от временного сопротивления сжатию. Рошем было получено для хвойных пород значение ппр. проп 140 кгсм2. Обычно при расчетах берут среднее значение предела пропорциональности ппр. проп 120 140 кгсм.
Значения модуля упругости на сжатие Е для хвойных пород по различным исследованиям колеблются в среднем между 105 000 и 178 000 кгсм2. Зависимость величины модуля упругости от объемного веса древесины и ее влажности дана в статье Строение древесины и ее основные свойства Е. И. Савкова.
Для воздушно-сухой сосны с влажностью 15 модуль упругости на сжатие принимается по нашим нормам:
£ 110000 кгсм2.
Для сжатия перпендикулярно к направлению волокон модуль упругости значительно меньше; в этом случае например по Бауману для сосны Е
5 000 6 000 кгсм2.
■J
2. Расчет сжатых элементов 1 Допускаемые напряжения
Фиг. 3. Зависимость крепости на сжатие от угла между направлениями силы и волокон
Результаты испытаний представлены в виде кривых на фиг. 3. Сплошная кривая соответствует углу наклона волокон в радиальной плоскости, пунктирная в тангенциальной плоскости. Для исключения влияния влажности и других побочных причин сопротивление древесины при действии силы под углом выражено в процентах от сопротивления древесины при действии силы вдоль волокон.
ТУ и Н принимают следующие основные допускаемые напряжения на сжатие: для сосны вдоль волокон ге_ 100 кгсм2, поперек волокон 15 кгсл2, для дуба вдоль волокон п_ 130 кгсм2, поперек волокон 30 кгсм2.
Применение других пород дерева, а также условия влажности, марка древесины, степень защищенности сооружения, его класс и другие факторы учитываются введением соответствующих поправочных коэфициентов.
СЖАТИЕ
2 Расчет на центральное сжатие
Поверка сечений на центральное сжатие производится для наиболее ослабленного сечения по формуле:
или
Fp tn 1’
4
N_
где сжимающее усилие;
нзтто площадь нетто наименьшего поперечного сечения за вычетом всех ослаблений;_ допускаемое напряжение на сжатие для данной марки древесины, вида сооружения и пр.
В случае, если ослабление сечения произведено для помещения шпонок, нагелей и других сопряжений, воспринимающих часть расчетного усилия N _, последнее может быть соответственно уменьшено на эту часть.
Сжатие в чистом виде встречается весьма редко; обычно сжатие сопрово- V ждается продольным изгибом.
где N_ сжимающее усилие;
F расчетная площадь, равная по ТУ и Н Fбрутто всего сечения в том случае, если симметричное ослабление в опасном сечении не превышает 25, или -1 FHетто при ослаблении, большем 25;
я_ допускаемое напряжение на сжатие;
р коэфициент уменьшения напряжений при продольном изгибе, определяемый отношением критического напряжения к временному сопротивлению, т. е.:
т 02. пв
5.
сечения
При достаточной длине разрушение стержня происходит после потери устойчивости, сопровождающейся большими поперечными деформациями оси элемента. Разрушающая нагрузка в этом случае меньше нагрузки, которую
мог бы выдержать элемент, работая
на чистое сжатие, и зависит от его гибкости.
Величина критической силы при продольном изгибе для элемента, шарнирно опертого обоими концами, определяется обычно по следующим формулам:
а При гибкости 100 по формуле Эйлера:
р 1
гкр 12 11
где Е модуль упругости древесины на сжатие;
I наименьший момент инерции сечения;
I расчетная длина элемента.
б При гибкости 1 100 по формуле Тетмайера:
0.5-
0.3
0.2
0.1
N
1
h
N
1
. 20 , 40 , 60 , 80, 100, 12 bill Л 1 1 I 1 II 1 1 1 I 11 1 1 1 1 II 1П 1 1J 1 1 1
140 ,160 , 180 , 20
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 и
'5
ю
45
го '25
30
35
40
45
50
Фиг. 4. Расчетная кривая коэфициента ч по ТУ и Н
, 293-1,94-1,
2
где пкр критическое напряжение в элементе.
В зависимости от породы дерева и пр. формула Тетмайера может иметь другие численные значения входящих в нее величин.
Практически при расчете сжатых стоек на продольный изгиб вместо формул Эйлера и Тет- _L -inn-
майера пользуются коэфициентами q снижения ля f допускаемых напряжений при продольном изгибе.
В этом случае расчет производится по формулам:
Для определения величины q ТУ и Н дают следующие формулы:
для 1100:
р 3000
т
р 1,00 0,007
6
7
N_
п_ р
3
Величину р можно определять также по графику фиг. 4. Специальные исследования 1 показали,
1 Флаксерман ЦАГИ, Синицьш ЦНИПС и др.
26
В. П. СИНИЦЫН
что значения р, даваемые ТУ и Н, сильно преуменьшены для гибкостей- 100.
Разница между найденными величинами р и значениями у по ТУ и Н для гибкостей 20 60 доходит до 30.
В результате исследования ЦНИПС эмпирически получены следующие значения р:
для 80:
„ 3100
т
для 80:
р 1,00 0,0001 -1 - 0,0000337 у2 - 0,00000057
б к 1, если оба конца шарнирно закреплены;
в к 0,8, если один конец заделан, а другой закреплен шарнирно;
г к 0,65, если оба конца заделаны фиг. 6.
При расчете и конструировании сжатых стержней, заделанных одним или двумя концами, необходимо обеспечить воспринятое изгибающего момента, появляющегося в месте заделки, путем соответствующих конструктивных мероприятий.
Момент, могущий возникнуть в сечении заделки, определяется по формуле:
М Wбрутто рг 8
где Wбрутто момент сопротивления сечения;
р коэфициент уменьшения напряжения;
iV_ сжимающее усилие;
F площадь поперечного сечения.
Необходимо отметить трудность осуществления полной заделки деревянного элемента. Слабая сопротивляемость древесины смятию перпендикулярно к волокнам и возможность ее усушки приводят к повороту заделанного сечения. Поэтому при неизбежности заделки необходимо по возможности увеличивать плечо пары момента, чтобы уменьшить сминающие усилия.
а
Ь
г
60 - 80. 100. 120 МО М60.
1 I 11 I I ' 111 11 1 ■ I I I I I I м I I I 11 11
О, 20 , 40.
I I I I II I I I I I И I 11 О, 5. 10. 15. 20 25 ,30 35 40, 45, 50
И I I I I I I I I I 1 I I I I I Ч I I II I I I I I I I П I II I I I I I I I 1 I
0. 5 to 5 20 25 30 35 40
180 ,
I I I I I
Фиг. 6. Типы закрепления концов стержня
Поверка на продольный изгиб производится для опасного сечения по ф-лам 3 или 4.
2оо £ Опасными сечениями являются:
I а для консольного заделанного
I III I I Ъ одним концом стержня сечения у 45 50 4 заделки;
б для стержня, шарнирно опертого Фиг. 5. Кривая коэфициента р по последним данным ЦНИПС обоими концами, сечения в средней
части длины;
На фиг. 5 дана кривая q, построенная по этим формулам, и для сравнения нанесена пунктиром кривая по ТУ и Н.
При ином нешарнирном закреплении концов стержня величина критической силы, а следовательно и коэфициента р будет иной. Влияние характера закрепления учитывается тем, что вместо действительной длины элемента берут расчетную длину, которая получается умножением действительной длины на коэфициент приведения, учитывающий характер закрепления концов, т. е.:
расч к' I,
где коэфициент к имеет следующие значения:
а к 2, если один конец заделан, а другой свободно нагружен;
в для стержня, шарнирно опертого одним концом и заделанного другим, сечения у заделки и сечения на хз Длины от шарнирного конца;
г для стержня, заделанного обоими концами, сечения у заделок и в средней части длины.
Кроме поверки на продольный изгиб обязательна поверка ослабленных сечений на простое сжатие. При этом должно удовлетворяться условие:
N_
нетто
где Fнетто площадь нетто стержня за вычетом всех ослаблений.
Подбор сечений элементов на продольный изгиб можно производить по графикам фиг. 7,8, 9.
СЖАТИЕ
27
гг зодю
гоооо 4оооо о ч,о уз з.о ао
Примеры пользования номограммой
Дано:
N 18 000 кг;
I 3,52 м;
п 1и0 кгсм2;
находим d 20 см.
Дано:
i 4,4 лс; d 24 слс;
п_ 80 кгсм2;
находим iV_ 1 780 яг.
Дано:
N12 000 кг; d 18 см;
п 100 кгсм2;
находим 1 3,4 м.
£
U
N-mQQkz i-3.52 л
v
Vi
VL-17800 А'г £-4.4 л
N-Yimhz £-3.4л
Фиг. 7. Графики для расчета на продольный изгиб стержней круглого сечения
Пример расчета на продольный изгиб стержня сплошного сечения. Круглая стойка из воздушносухой сосны диаметром 18 см нагружена силой iV__ 8 000 кг. Длина стойки I 3,6 м; опирание концов шарнирное. Требуется проверить стойку на продольный изгиб и определить допускаемую сжимающую силу.
Отношение расчетной длины стержня в данном случае равной его действительной длине к диаметру:
_L _ 360 _ on d 18 и
По графику фиг. 4 для -j 20 находим:
Напряжение:
р 0,44.
.N_ 8 000 4
3,14 182
44 кгсм2.
31,4 100 0,44
Наибольшая допускаемая сжимающая сила:
max F - ’144’ 132 100 0,44 11 200 кг.
4 Расчет на продольный изгиб стержней составного сечения
а Подбор сечения и поверка напряжений
При расчете стержней составного сечения необходимо различать два возможных случая продольного изгиба:
1. Продольный изгиб относительно материальной оси, проходящей через центры тяжести всех отдельных сечений, составляющих стержень фиг. 10, а и б, ось х х. Изгиб стержня в этом случае происходит в направлении оси
у у-
2. Продольный изгиб относительно оси, не пересекающей центров тяжести всех отдельных сечений фиг. 10, а а б, ось у у и фиг. 10, е, оси х х и у у.
28
В. П. СИНИЦЫН
Инг 30000
20000
10000
'5
6 L
Примеры пользования номограммой
Дано: iV 16 000 кг;
I 4,18 м; п_ 100 кгсл2; находим h 19 см.
vl
у
Л'.-ШООО kz L-4.8m
Дано:
h 18 си;
1 4,6 м;
п 70 кгсм2;
находим N 8 600 кг.
AL- 8600А-2 £-4.6
Дано:
N 24 000 кг;
Л 22 м; те_ 100 кгсл2; находим 14,6 ом.
Л24000гг £-4.6
Фиг. 8. Графики для расчета на продольный изгиб стержней квадратного сечения
Для случая продольного изгиба относительно материальной оси справедливы правила расчета, данные выше для стержня сплошного сечения. Величина критической силы зависит в этом случае только от гибкости всего стержня относительно оси х х, и в расчет вводится соответствующее значение рх.
Для случая продольного изгиба относительно свободной оси критическая сила, воспринимаемая стержнем составного сечения, как показали опыты, всегда меньше критической силы для сплошного стержня с теми же площадью поперечного сечения и гибкостью.
Уменьшение критической силы, а следовательно и допускаемой нагрузки происходит по следующим причинам: 1 расчленение стержня на отдельные, обычно соединенные не на всем их протяжении элементы уменьшает его жесткость на изгиб; 2 связи, соединяющие отдельные элементы, не вполне жестки за исключением клея.
Неизбежные практически эксцентриситеты
приложения силы и искривления оси стержня вызывают неравномерное распределение нагрузок, приходящихся на каждый из элементов составного стержня.
Величина критической силы в этом случае зависит как от гибкости всего стержня в целом относительно оси у у, так и от гибкости отдельных ветвей элемента, а также и от характера связей.
Расчет составных стержней на продольный изгиб относительно свободной оси производится по ф-лам 3 или 4:
N_
у 1_ Р
где q коэфициент уменьшения допускаемого напряжения при продольном ивгибе, определяемый с учетом гибкости отдельных составляющих элементов.
СЖАТИЕ
29
N.kz 20000
40000 5000 'Р i.Q 2.0
Примеры пользования номограммой
, 6.01М
Дано:
in_ 100 кгсм; N 12 т; 518 СЛС;
1 3,4 Jit; находим Л 15 еле.
Дано:
п_ 100 кгслс2;
iV 10 m; h 16 слс;
I 4,6 лс;
находим b 20 слс.
Дано:
п_ 70 кгсмъ; iV_ 14,5 m; h 17 слс; i 3,2 At; находим b 16 X
X 23 ом.
Дано:
n__ 100 кгсмЪ; h 10 слс; 614 слс; i 2,6 лс; находим iV 6 600 кг.
Примечания: 1. Номограммы составлены для п_ 100 ягслс2. В случае иных допускаемых напряжений ширину следует увеличить умножением на 0- где n_J допускаемое напряжение сжатия.
2. Если при расчетах величина Ь получится меньше, чем Л, то следует произвести.перерасчет с тем, чтобы получить Ь h или путем специальных мероприятий исключить продольный изгиб относительно оси X Хл
г
I
_L
нгтнг гз.4 yv.-iooooto лм4500г и.-шокг сцьм
Фиг. 9. Графики для расчета на продольный изгиб стержней прямоугольного сечения
У
2
- X
Фиг. 10. Поперечные сечения составных стержней
Для случая, представленного на фиг. 10, а и в, при продольном иэгибе относительно оси у у:
Р РУ'
где ру коэфициент, определяемый по гибкости всего стержня в целом;
рг коэфициент, определяемый по гибкости
или отношению отдельной ветви сечения;
1у расчетная длина всего стержня. при продольном изгибе относительно оси у у гу радиус инерции всего сечения относительно оси у у;
го
в. п. СИНИЦЫН
1г расчетная длина отдельной ветви, принимаемая равной расстоянию между крайними связями прокладок болтами, гвоздями и т. д.;
гг радиус инерции поперечного сечения составляющего элемента относительно оси, параллельной оси у у;
Ъг размер поперечного сечения одного элемента, взятый в направлении, перпендикулярном оси у у.
Для облегчения расчета составных стержней при определении величины радиуса инерции относительно оси у у можно пользоваться табл. 15.
Р
При поверке напряжений в стержнях составного сечения должно удовлетворяться следующее условие:
причем за qmln принимается наименьшее из значений рх и р ру рг в случае сечения по фиг. 10, а и 6 или р рх ръ и ф q в случае се
чения по фиг. 10, в.
б Расчет свяэей на сдвигающие усилия
При изгибе стержней составного сечения в швах между элементами составного стержня появляются сдвигающие усилия,
которые должны быть учтены и полностью вос
приняты соответствующими связями, в про
тивном случае не будет удовлетворена основная предпосылка о совместной работе элементов, составляющих стержень.
Если сдвигающие усилия ничем не восприняты, то допускаемая нагрузка на стержень равна только сумме нагрузок, воспринимаемых отдельными элементами, с длиною последних, равной полной длине всего стержня.
При расчете на продольный изгиб стержня с шарнирно закрепленными концами величина сдвигающего усилия в швах составного поперечного сечения на половине длины стержня определяется по формуле;
9
где ксдд коэфициент, учитывающий уменьшение жесткости на изгиб составного сечения с увеличением числа элементов табл. 6;
S статический момент части сечения, сдвигающейся по рассматриваемому шву относительно оси у у
г расстояние наиболее удаленного волокна от оси у у;
пм
отношение допускаемых нап ряжений на изгиб и на сжатие, принимаемое равным 1,1;
N_ сжимающее усилие;
F площадь сечения стержня;
ру коэфициент уменьшения допускаемого напряжения относительно оси У У'
Для стержней с иным закреплением концов сдвигающее усилие, полученное по указанной ф-ле 9, соответствует не половине длины стержня, а некоторой определенной ее части, равной половине расчетной длины.
При значениях р, близких к единице, формула для TlJ2 дает величины, близкие к нулю. Однако практически в стержнях неизбежны вследствие искривлений, эксцентриситета приложения силы и других факторов моменты, обусловливающие появление сдвигающих усилий. Поэтому в таких случаях связи следует назначать конструктивно, сообразуясь со степенью 100 ф гибкости ветвей, их количеством и возмож-
ностью неравномерного распределения усилий по сечению. Для практического применения ф-лу 9, определяющую величину сдвигающего- усилия, удобно представить в виде:
Тр PN. 10
где
Величина 5 является функцией коэфициента продольного изгиба р и соотношения размеров поперечного сечения стержня количества досок элементов, составляющих стержень, их толщины и расстояний между ними. Для определения величины Р можно пользоваться графиками фиг. 11, 12 и 13.
Характер распределения сдвигающих напряжений по длине стержня легко установить, если принять, что продольный изгиб стержня происходит в первой стадии по синусоидальной кривой. В этом случае сдвигающие напряже-
Фиг. 11. График для определения силы сдвига при продольном
иэгибе
СЖАТИЕ
31
9-
■э-
о
Фиг. VI График для определения силы сдвига при продольном Фиг. 13. График для определения силы сдвига при
изгибе продольном изгцбе
Z2
В. Я. СИНИЦЫН
ния распределяются по косинусоиде, и эпюра сдвигающих напряжений будет иметь вид, представленный на фиг. 14,а. Для упрощения расчета ТУ и Н заменяют эту эпюру прямоугольной фиг. 14,6, считая, что сдвигающие усилия распределяются равномерно по всей длине стержня. Исходя из этого предположения, прокладки и связи необходимо распределять равномерно ло всей длине.
При определении расстояния между прокладками следует по возможности стремиться к равнопрочности стержня на продольный изгиб относительно осей х х и у у, определяя длину отдельной ветви 1г из условия равенства:
рг.
Г1 чу
Если допускаемое напряжение на продольный ивгиб относительно оси х х не использовано полностью, то для определения расстояния меж.ду прокладками достаточно соблюдения условия:
k
Г
тде к коэфициент использования сечения, определяемый по формуле:
кладке ставить такое же количество нагелей, гвоздей, шпонок и т. д., как и в остальных прокладках. Опыты показали, что если средняя прокладка не имеет достаточного числа связей,. то продольный изгиб может произойти по
S-образной кривой с ваметным уменьшением величины критической нагрузки.
в Примеры расчета составных стержней
Пример 1. Требуется рассчитать на продольный изгиб элемент верх-
5
1
5с
г
5
тшт
J
к
п_
n_j _
Связи, соединяющие элементы составного стержня и прокладки в одно целое, должны быть плотными и по возможности жесткими. Обычно ■прокладки присоединяются гвоздями, нагелями и.другими плотными соединениями возможйо применение клея, зубчато-кольцевых 4ППОНОК ит. п.
Узловые соединения, служащие для прикрепления стержней фермы. в расчет на сдвигающие усилия не вводятся, так как они
3.к. шпонкасНЪ
Фиг. 14. Эшоры сдвигающих усилий при продольном изгибе Фиг. 15. К примеру расчета
него пояса стропильной фермы длиною I 2,90л. Дано: усилие N__ 22 500 кг; поперечное сечение состоит из четырех досок 20 х 5 см с расстоянием между ними 5 см фиг. 15.
Гибкость относительно оси х х:
Зцбчато-кольцеЬаи атэнкз сМ 6; болт ф 25 мм
- 290 14 5h 20
Рх 65
Радиус инерции относительно оси у у по табл. 3:
Гу 11,27 см
гибкость относительно оси у у:
290 _ ос п
Гу - 11,27
И
ру 0,82. Коэфициент использования сечения:
0,56 0,65.
Fn_
22 500 20 5 100
Фиг. 16. К примеру расчета
обычно полностью нагружены основными усилиями, действующими в элементах фермы, и дополнительной нагрузки от сдвигающих усилий при яродольном изгибе воспринять не могут.
Прокладка, стоящая в середине длины стержня, также не воспринимает сдвигающих усилий, так как в этом месте последние равны нулю; поэтому поставленные на ней связи в расчет на двиг вводить не следует. Однако из конструктивных соображений необходимо в средней про-
Ввиду того что напряжение относительно оси х х на продольный изгиб полностью не использовано, q, находим ив условия:
о 0’683-
По графику фиг. 4 при рг 0,683 находим х. 13; при кг 5 см расстояние между прокладками 1г 13-5 65 см. Ставим прокладки через 62,5 см.
СЖАТИЕ
33
Сдвиг в стержне при продольном изгибе возможен по швам I I и II II', для шва 1 I имеем по графику фиг. 13:
tJ2 0 Н- 0,06 22 500 1 350 кг; для шва II II имеем по тому же графику:
Та 0,08-22 500 1 800 кг.
Число рабочих прокладок на половине длины стержня равно двум, так как прокладку в середине стержня в расчет не вводим фиг. 16. На каждую прокладку действует максимальное сдвигающее усилие:
т 1_8 оо 900
для воспринятая которого ставим зубчато-кольцевую шпонку.
Проверяем напряжение в опасном сечении стержня:
Фх 0,65; ру 0,82;
£■'-£- 12.5;
рг 0,70; Р фу ' Рг 0,82 0,7 0,57.
Следовательно т1п 0,57;
п Щг 56 100 0,57 57 кгсм.
390-
-547-
-390-
-3200-
-547 Фу р 0,65
рх 0,65,
_k 0,463
ч
соответствующая гибкость:
ту
отсюда требуемое
0,713;
40,
320 0
ГУ 40 8 СМ'
Для сечения из трех элементов при Ь по табл. 2 находим гу 8,29 см.
Тогда действительная гибкость относительно оси У у'
5 см
по г
У 320 QQ П
V 8.2 387
Г
■сл
И
ру 0,725.
Величину сдвигающего усилия в швах сечения находим по графику фиг. 12:
0 0,12
и
TlJ2pN 0A 12 500 1500 кг.
го
5
0
S'
1
СП
з._.
-3эр-
-547-
-0-
-697-
-697-
-6Э7-
X
Фиг. 17. К примеру расчета
z
Фир. 18. К примеру расчета
Пример 2. Требуется сконструировать из досок сжатый стержень длиною 3,20 м, нагруженный силой N 12 500 кг. Опираяие концов шарнирное, материал воздушно-сухая сосна марки, соответствующей классу сооружения.
Задаемся шириной отдельной доски Ь 18 см, тогда
I 320
и
ТЖ178 Цх 0,57.
Необходимая площадь сечения определится из уравнения:
IV_ 12 500
F
_ 100-0,57
Проектируем сечение иэ трех досок 18 Х5 см с площадью F 3 18 5 270 смг. Коэфициент использования сечения:
12 500
Fn J 270 100
Задаемся ориентировочно длиной отдельной ветви 1г 70 см, тогда
Ь -2® 14
Прокладки ставим на гвоздях 0 5 мм; гвозди должны проходить черев первую доску, прокладку и входить в среднюю доску на длину не менее ан.
Необходимая длина гвоздя 1М 50 50 2- 2 31 8 143 мм, ставим гвоздь 0 5,0, длиною 150 мм.
Тев 76 кг-
Необходимое число срезов на половине длины стержня в каждом шве равно:
Г'2 А СЛА
m - -т£г “ 76“ 20 срезов.;
так как рабочих прокладок на половине длины две, то в каждую прокладку вабиваем по 12 гвоздей с каждой стороны. Конструкция стержня и разбивка гвоздей в прокладках даны на фир. 17 и 18.
Действительная длина отдельной ветви 1г измеряемая между крайними рядами гвоздей равна:
I 320 2 75 4 24 л п. плл
1г - 69,7 СМ 70 СМ.
Действительная гибкость отдельной ветви:
14
34
В. П. СИНИЦЫН
и
Рх 0,66.
Проверяем напряжения на продольный изгиб:
рх 0,57; ppv-p1 0,725 0,66 0,48,
следовательно рты 0,48 и JV_ 12 500 р 270
46,3100- 0,48 48 кгсм2.
5 Расчет стержней, опертых в промежуточных
точках
В ряде конструкций приходится встречаться со случаем, когда сжатые стержни кроме закреплений на концах имеют дополнительные закрепления опоры в пролете. Примером может служить сжатая стойка, проходящая через несколь-
:
1. 1-
Фиг. 19. Закрепление прогонов
При наличии промежуточных закреплений стержня эа расчетную длину на продольный изгиб следует принимать расстояние между осями закреплений. В промежуточных опорах стержня возможно появление при этом опорных реакций, которые необходимо учесть при конструировании закреплений.
Ввиду того что направление опорной реакции неизвестно, закрепление необходимо осуществить с двух сторон. За величину опорной реакции можно принимать 1 2 от наибольшего из усилий, действующих в смежных с опорой панелях стержня х.
6 Расчет стержней с переменным моментом
инерции
Стержни с непрерывно меняющимся по длине моментом инерции встречаются в деревянных конструкциях довольно часто. Критическую силу, воспринимаемую таким стержнем при продольном изгибе, можно определить по формуле:
7V7 шах
1УКр 12
ТЕ1 расч
12
И
Влияние изменения I учитывается тем, что в расчетную формулу на продольный изгиб вместо действительного момента инерции подставляется приведенный расчетный момент инерции:
1 расч
max
ко этажей и закрепленная в ме- qo стах ее примыкания к между -
Форма стержня
Г 1 н
7 f A
n
'max nz
'0
1Я 2F 0,b-hxl ц 0,20 0,80
0,34 0,66
р 0,61 о
V-T-
Г max
1о_
max
Фиг. 20. Значения коэфициентов приведения для стержней с переменным моментом инерции
0,90 0,80 0.70 0.60 0.50 0,4 Q 0,30 0,20 0,10
0
i i
s'
у
r
A
Уу
f
f r
T
,
расчп
юл
1 1 1
0,10 0120
2
smax
Фиг. 21. График коэфициентов ц
этажным перекрытиям. Верхний сжатый пояс стропильной фермы также проходит через несколько панелей и закреплен в узловых точках. Закрепление от продольного изгиба в плоскости фермы обеспечивается самой конструкцией фермы; закрепление же от изгиба из плоскости фермы следует учесть при постановке прогонов. Пример такого закрепления дан на фиг. 19.
Величина коэфициента приведения зависит как от величины концевых моментов инерции, так и от формы стержня. Для стержней с переменным I значения коэфициента ц приведены на фиг. 20 и могут определяться по графику фиг. 21.
1 Berechnungs und Entwurfsgrundlagen fur Bauteile aus Holz im Hochbau DINE 1052, Bauingenieur 1931, вып. 52.
СЖАТИЕ
36
Здесь даны формулы для двух стержней с прямолинейными поясами и одного симметричного стержня с поясами, изогнутыми по параболе. Стержни рассматривались как сплошные, но с допущением, что момент инерции 1Х достаточно точно выражается в виде:
Ж2-0,5Л,
где F площадь сечения одного пояса;
hx расстояние между поясами в любой точке стержня.
3. Расчет элементов, работающих на сжатие с изгибом
Расчет стоек, нагруженных эксцентрично нормальной силой или одновременно нормальной силой и изгибающим моментом, производится по формуле:
N_ М Гп_
Расчетное напряжение в стойкез 2 500 , 18 800 100
п_
533
110
71 81,0 кг см,
160 0,4
где 81,0 100 0,9 0,9 допускаемое напряжение для полусухой ели.
4. Расчет арок и сводов
Теоретические исследования показали, что критическая сила для сжатого арочного или сводчатого криволинейного стержня зависит от формы стержня, закрепления его концов и величины центрального угла арки. При сжатии, возникающем от равномерно распределенной по всему пролету нагрузки, критическую силу можно определять по формуле:
ЯЕ1 n2EI 13
NKp
es2
I2
расч
71 w
нетто
п
расч
где N расчетное сжимающее усилие в стержне;
FpaC4 расчетная площадь сеченияз
Wнетто момент сопротивления нетто для оси, относительно которой происходит поперечный изгиб;
М изгибающий момент, равный в случае эксцентричного воздействия нормальной силы
М Ne,
где е эксцентриситет;
р коэфициент уменьшения допускаемого напряжения при продольном изгибе.
Пример. Проверить напряжение в стойке каркасного здания из полусухой ели марки, соответствующей классу сооружения. Высота стойки 5,0 м, поперечное сечение 8 X 20 см. Стойка нагружена осевой силой N_ 2 500 кг и поперечной горизонтальной ветровой нагрузкой q 60 кгм фиг. 22. Продольный изгиб стойки относительно оси у у невозможен ввиду наличия обшивки.
_d где ка коэфициент приведения к расчетной
- -, 12
длине, зависящий от формы арки, условий ее 11 опирания, количества шарниров и величины
центрального угла арки;
5 длина дуги арки фиг. 23.
4 5 30 40 50 60 70 80 90
Два
0,562
0,568
0,574
0,582
0,594
0,606
0,625
0,647
Три
0,722
0,730
0,738
0,748
0,764
0,719
0,804
0,832
2.5 т
о
со
Г
V
оо
У,
1
7
Фиг. 22. К примеру расчета
По графику фиг. 4 для 25 нахо
дим:
р 0,4.
Расчетный изгибающий момент в балке на двух опорах с равномерно распределенной нагрузкой:
_ _ о 60 52 ЛЛ
М g 188 кгм.
Площадь сечения стойки 8 х 20 см, F 160 см2, момент сопротивления W 533 см3.
Фиг. 23. Значения козфициенюв к
о
Таким образом криволинейность стержня учитывается тем, что в расчетные формулы продольного изгиба прямолинейных стержней вводится расчетная длина стержня:
1расч s ка'
Теоретические исследования дают следующие значения ка:
для двухшарнирной арки свода:
0,5л
для трехшарнирной арки свода:
0,65я где а половина центрального угла арки. Учитывая необходимость повышения коэфициента надежности для криволинейных стержней, ТУ и Н приводят несколько увеличенные величины коэфициентов приведения для определения свободной длины арок и сводов, а именно: для двухшарнирной арки: ъ _ 0,56я
лв f я 2 в
36
В. Я. СИНИЦЫН
для трехшарнирной арки:
0.72
Фиг. 23 дает значения ка для различных типов арок в зависимости от величины центрального угла.
Если кроме нормальных сил в арке своде действуют изгибающие моменты, например от одностороннего эагружения, то поверка напряжений может производиться по ф-ле 12 для сложного сопротивления, причем в опасном сечении должно быть удовлетворено условие:
N_ М п_
“ Wнетто пи неттсР
Для двух- и трехшарнирных арок опасными в отношении продольного изгиба являются сечения, расположенные примерно в первой и последней четвертях длины арки.
Для арок сводов составного сечения коэфицпент уменьшения напряжения при продольном изгибе должен определяться с учетом гибкости отдельных составляющих элементов точно так же, как и для соответствующих прямолинейных стержней составного сечения.
Сдвигающее усилие продольного изгиба в швах арки свода составного сечения определяется по обычной формуле:
гр ь ГДц J л N eda z П_ F
и может быть принято действующим на протяжении приблизительно V4 длины s арки.
Все обозначения имеют здесь тот же смысл, что и в ф-ле 9 для прямолинейного стержня.
Вычисленное сдвигающее усилие должно быть воспринято соответствующими связями.
Кроме поверки устойчивости арок в плоскости их кривизны должна быть произведена поверка на продольный изгиб из плоскости арки. В этом случае расчетная длина принимается равной расстоянию между точками прикрепления жестких поперечных связей.
Таблицы радиусов инерции сечений, состоящих из разного числа досок
Общая формула, выражающая величину радиуса
инерции ги -г Для случая, когда сечение состав
лено из пластинок равной толщины а и удаленных одна от другой на расстояние Ь, приводится к виду:
г - У ъ КаЬ2,
где К коэфициент, зависящий от числа пластинок, входящих в состав сечения, именно:
для сечения, состоящего из одной доски
двух досок
трех ь
ь четырех ь
ь ь пяти шести . К G.К:14 К 3. К U4.К 2
к- - 8’75 3
Б таблицах все размеры даны в сантиметрах.
о
м
и
о
н
к
е
о
е
п
6
S
3
и
ф
ф
о
kO kft
сшсоео со ь- 00050Н еа со ю
НН ИНИН
00 Т1 о ь- 0-00 ооеооо ч 05.-н
00 T-CD гН_ tcsj 00 СО 05 т О СО
аовГвГоГ ©оои чн сГсоГ со сои lcT
оо ь- т г со
оздооо СО СО г“ СО 03 СО 05 олн
со со
00 00 00 05 05
сйоо гн-чсае4
I Н гНННтН гН тН
оо со юнсоо юофи ьеоои
t С те Ю ООНФС4 Ь-СО ОО т 03 ю о со
ьГ оо оо оо оо аГ а о о i-T сГ csTco-ГГ
05 Ю ОЯ 00 IANNH О со со i-t г-
ОО
Г tT tT оо
ео esi t со
С 00 СО 05
О tf5 I ОС
осон
0000050 ООнн ев со со
О in М 05 СОСОГСЧ 00 СО 05 Ю Ь- -тН о tOCOkft ООСОМ СО со оюнь. со гГ tT t-T ооосГоГ аГсГсГ-Г са еа со Г
SS 5 Ф 05 05 Ю н ico о со СО
Я COf СО 00 Tt 03 Щ г- со N
со о со г 1Гоооо вГо с.о r-Tcsf счГсо
о о со о Niftoo ь со е
00 О ГС СО ООГМ 00 со о
ьв Гсо со сГьГьГоо оо аГоо еГ ei
О е 05 с COHt
ONtH 00 СО I Ь О 05 П О 05 Ю С1 Я
со п оо r-t соео'м г- сооо-о ш ь- м
Ю iO ю'сО СОСО1Г Г со 00 оГсЭ О -н ,-ц е
рЧ М
ONtAM 00 о со со
ONCOO 05 СЧ
. СО СО
Д г I 00 г-1 00 ю ct
00 т 0510 Г- SO N 00
1ГосГосГоГ оо’нн
I 00 со CO -05ft-H NrON 05-0
COirOOr- СО СМ 00 СО 05 Ш О CD NN 00
io ia со со ьГгСооаГ оГосГ-Г
см 05 кГЗ СО О СО ONH OD Ю СМ О
00 СО СО С5м N СО 05 О СО Г- СО 05
ююсо соьГоооо аГо5сГсГ
t-'OCOO 00 СО 05 СО СО О 00 I0csi05t
ifOOr-H - СС 05 1C О СО 03 00 СО 05 ьЛ о со
СОСО'' 'Ф 'Ф ю со СОГосГ 0005 о сГ
СО н 00 СО Tf со 05 аэ COONI N CftN СОСООО NMOO Ь.СЗОО'Ф
со со со ю ю со 1Гь-“оо ооаГаГсГ
05 СО -М Н05ЮП О то СО 05 со:о
О гл w f со
05 СО ГН Ч О СО О
СО СО СО СО iClO СО СО t- 00 05 05 о
Ч СМ О 05 СО I 05 СС 05
OOf-i со 05 МОССО 05 IOH СО СЯ 00 ч 05
csTco со со со iQ со ь- tT оосхГо5аГ
О 00 Л со CSJ 05 СО НООсО т 1 1 05 со
СО 30 NOOH ГСО 00
оГоГссГсО С0чГф1О ОСОСОьГ 00 00 0505
СОООИ СО СО 05 М
о 05 СО -О Ю со 05
00 СО СО г- 05 СО
Ю О со 03 00 со 05 ю
СЯ С4 оя О СО 00 -ф ю СО СО 00 00 05
05 00 СО ' 00 СО СО ГН 05
00 О СО 05 -t СО 05 ЮкН
1-oГoГe, соео со to ь1ооаГ
COCSIr-l О 05 СО ь- О со соооО
NONin СО ' 00 СО СО CM СО 05 ю О со
г-i r-t м еа см м ’♦юлю со оо оо
Of ЮООО О ООО 00 00 С9Соео -чГсГоьГ 0005огН еъсо'ъа
Сечение из трех носок твицвнбЯ л
Таблица 2
i
0
1
2
2.6
3
3,5
4
4,5
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
2,5
2,16
2,96
3,74
4,15
4,55
4,95
5,36
5,76
6,17
6,98
7,79
8,60
9,42
10,23
11,05
11.86
12,68
13,49
14,31
2
3
2,60
3,38
4,17
4,57
4,97
5,38
5,78
6,18
6,59
7,40
8,21
9,02
9,84
10,65
11,46
12,28
13,09
13,91
14,72
3
3,5
3,03
3,81
4,60
6,00
5.40
5,80
6,21
6,61
7,01
7,82
8,63
9,44
10,26
11,0
11,Ь8
12,70
13,51
14,32
15,14
3,5
4
3,46
4,24
5,03
5,43
5,83
6,3
6,63
7,04
7,44
8,23
9,06
9,87
10,68
11,4Э
12,30
13,11
13,93
14,74
15,56
wlw
4
4,5
3,90
4,67
5,46
5,86
6,26
6,66
7,08
7,46
7,86
8,67
9,48
10,29
11,10
11 91
12,72
13,53
14,35
15,16
15,97
4,5
5
4,33
5,11
5,89
6,29
6,ъ9
7,09
7,49
7,89
8,29
0,10
9,90
10,71
11,52
12,аз
13,14
13,96
14,77
15,п8
16,39
9
5
6
520
5,97
6,76
7,15
7,55
7,5
8,35
8,75
9,15
9,95
10,75
11,55
12,37
13,18
13,99
14,80
15,61
16,42
17,23
6
7
6,06
6,84
7,62
8,02
8,41
8,81
9,21
9,60
10,00
10,81
11,61
12,41
13,22
14,03
14,84
15,64
16,45
17,26
18,08
7
8
6,93
7,70
8,49
8,88
9,27
9,67
10,07
10,46
10,86
11,66
12,46
13,27
14,07
14,88
15,68
16,49
17,30
18,11
18, 2
8
9
7,79
8,57
9,35
9,74
10,14
10,53
10 93
11,32
11,72
12,52
13,32
14,12
14,92
15,73
16,54
17,34
18,15
18,96
19,77
9
10
8,66
9,43
10, 21
10,61
11,00
11,39
11,78
12,19
12,58
1 13,38
14,18
14,98
15,77
16,58
17,39
18,19
19,00
19,81
20,62
10
11
9,53
10,30
11,08
11,47
11,6
12,26
12,65
13,05
13,44
14,24
15,04
15, ьЗ
16,64
17,44
18,24
19,05
19,85
20,66
21,46
11
12
10,30
11,17
11,94
12,34
12,73
13,12
13,52
13,91
14,31
15,10
15,90
16,69
17,49
18,29
19,10
19,90
20,70
21,51
22,32
12
13
11,26
12,03
12,81
13,20
13,59
13,99
14,38
14,77
15,17
15,96
16,76
17,55
18,35
19,15
19,95
20,75
Л ,56
22,36
23,17
13
14
12,12
12,90
13,67
14,07
14,46
14,85
15,24
15.64
16,03
16,82
17,64
18,41
19,21
20,01
20,81
21,61
22,41
23,22
24,02
14
15
12,99
13,76
14,54
14,93
15,34
15,71
16,11
16,50
16,90
17,68
18,43
19,27
20,07
20,87
21,67
22,47
23,27
24,07
24,87
15
ь-
У
i
I
мч
I
I
Таблица 3
Сечение ив четырех досок толщиной л
ь
а
0
1
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1
1
1 ь
2,5
У,89
3,98
5,08
5,64
6,19
6,75
7,30
7,86
8,42
9,53
10,65
11,76
12,88
13,99
15,11
16,23
17,34
18,46
19,58
2
3
3,46
4,56
5,66
6,21
6,76
7,32
7,87
8,43
8,99
10,10
11,21
12,33
13,44
14,56
15,68
16,79
17,91
19,03
20,14
Я
8,5
4,04
5,13
6,23
6,78
7,34
7,89
8,45
9,00
9,56
10,67
11,78
12,90
14, OL
15,13
16,24
17,36
18,48
19,59
20,71
3,5
4
4,62
5,71
6,81
7,36
7,91
8,46
ii,02
9,57
10,13
11,24
12,Ь5
13,47
14,58
15,69
16,81
17,93
19,04
20,16
21,27
4
4,5
5,20
6,29
7,38
7,93
8,49
9,04
9,59
10,15
10,70
11,81
12,92
14, Г4
15,15
16,26
17,38
18,49
19,61
20,72
21,84
4,5
5
5,77
6,86
7,96
8,51
9,06
9,61
10,17
10,72
11,27
12,38
13,49
14,61
15,72
16,83
17,95
19,06
20,18
21,29
22,41
5
6
6,93
8,02
9,11
9,66
10,21
10,76
11,81
11, S7
12,42
13,53
14,64
15,75
16,86
17,97
19,09
20,20
21,88
22,43
23,54
6
7
8,08
9,17
10,26
10,81
11,36
11,91
12,46
13,02
13,57
14,67
15,78
16,89
18,00
19,11
20,23
21,34
22,45
23,57
24,68
7
8
9,4
10,32
11,42
11,96
12,51
13,06
13,61
14,16
14,72
15,82
16,93
18,04
19,15
20,26
21,37
22,48
23,59
24,70
25,82
8
9
10,39
11,48
12,57
13,12
13,67
14,21
J 4,76
15,32
15,87
lb,97
18,08
19,18
20,29
21,40
22.51
23,62
24,73
25,85
26,96
9
10
11,55
12,63
13,72
14,27
14,82
15,37
15,92
16.47
16,02
18,12
19,22
20,33
21,44
22,55
23,66
24,77
25,88
26,99
28,10
10
11
12,70
13,79
14,88
15,42
15,97
16,52
17,07
17,62
18,17
19,27
20,87
21,48
22,59
23,69
24,80
25,91
27,02
28,18
29,24
11
12
13,86
14,94
16,03
16,58
17,12
17,67
18,22
18,77
19,32
20,42
21,52
22,63
23,73
24,84
25,95
27,06
28,16
29,27
30,39
12
13
15,01
16,10
17,19
17,73
18,28
38,83
19,37
. i9,92
20,47
21,57
22,67
23,78
24,88
25,99
27,09
28,20
9,31
30,42
31,53
13
14
16,17
17,25
18,34
18, S8
19,43
19,98
20,53
21,07
21,62
22,72
23,2
24,93
26,03
27,14
28,24
29,35
30,46
31,56
32,67
14
15
17,32
18,40
19,49
20,04
20,59
21,13
21,68
22,23
22,78
23,87
24,97
26,08
27,18
28,28
29,39
30,50
81,60
32,71
83,82
15 1
у,
Л
й
Сечение из пяти досок толщиной а
Оо
Таблица 4
0
1
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
2,5
3,61
5,00
6,40
7,11
7,81
8,52
9,22
9,93
10,63
12,04
13,45
14,87
16,28
17,69
19,11
20,52
21,93
23,35
24,76
2,5
3
4,33
5,72
7,12
7,83
8,53
9,23
9,94
10,64
11,35
12,76
14,17
15,58
16,99
18,41
19,82
21,23
22,64
24,06
25,47
3
3,5
5,05
6,44
7,84
8,55
9,25
9,95
10,66
11,36
12,06
13,47
14,88
16,29
17,71
19,12
20,53
21,94
23,36
24,77
26,18
3,5
4
5,77
7,16
8,56
9,26
9,97
10,67
11,37
12,08
12,78
14,19
15,60
17,01
18,42
19,85
21,24
22,66
24,07
25,48
26,89
4
4,5
6,50
7,89
9,28
9,98
10,69
11,39
12,09
12,79
13,50
14,91
16,32
17,73
19,14
20,55
21,96
23,37
24,78
26,20
27,61
5
7,22
8,61
10,00
10,70
11,41
12,11
12,81
13,51
14,25
15,62
17,03
18,44
19,85
21,26
22,67
24,08
25,50
26,91
28,32
5
6
8,66
10,05
11,45
12,14
32,85
13,55
14,25
14,95
15,65
17,06
18,47
19,88
21,28
22,69
24,10
25,51
26,93
28,34
29,75
6
7
10,10
11,49
12,89
13,59
14,29
14,99
15,69
16,39
17,09
18,50
19,90
21,31
22,72
24,13
25,54
26,95
28,36
29,77
31,18
7
8
11,55
12,94
14,33
15,03
15,73
16,43
17,13
17,83
18,53
19,93
21,34
22,74
24,15
25,56
26,97
28,38
29,79
31,20
32,61
8
9
12,99
14,38
15,77
16,47
17,18
17,87
18,57
19,27
19,97
21,37
22,78
24,18
25,59
27,00
28,40
29,81
31,22
32,63
34,04
9
10
14,43
15,82
17,21
17,91
18,61
19,31
20,01
20,71
21,41
22,81
24,21
25,62
27,02
28,43.
29,84
31,25
32,65
34,06
35,47
10
11
15,88
17,26
18,66
19,35
20,05
20,75
21,45
22,15
22,85
24,25
25,65
27,06
28,46
29,87
31,27
32,68
34,09
35,50
36,91
11
12
17,32
18,71
20,10
20,80
21,49
22,19
22,89
23,59
24,29
25,69
27,09
28,50
29,90
31,30
32,71
34,12
35,52
36,93
38,34
12
13
18,76
20,15
21,54
22,24
22,94
23,63
24,33
25,03
25,73
27,13
28,53
29,93
31,34
32,74
34,15
35,55
36,96
38,37
39,78
13
14
20,21
21,59
22,99
23,68
24,38
25,08
25,77
26,47
27,17
28,57
29,97
31,37
32,78
34,18
35,59
36,99
38,40
39,80
41,21
14
15
21,65
23,04
24,43
25,12
25,82
26,52
27,22
27,92
28,61
30,01
31,41
32,81
34,22
85,52
87,02
38,43
39,83
41,24
42,65
15
я
I3SS
Сечение из шести досок толщиной а
Таблица 5
0
1
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
2,5
3
4,33
6,02
7,72
8,57
9,42
10,27
11,12
11,98
12,83
14,53
16,24
17,95
19,65
21,36
23,07
24,77
26,48
28,19
29,90
2,5
5,20
6,89
8,58
9,43
10,29
11,15
11,13
12,00
11,99
12,84
13,69
15,40
17,10
18,81
20,51
22,22
23,92
25,63
27,34
29,05
30,75
3
3,5
6,06
7,75
9,45
10,30
12,85
13,70
14,55
16,26
17,96
19,67
21,37
23,08
24,78
26,49
28,20
29,90
31,61
3,5
4
6,93
8,62
10,31
11,16
12,01
12,86
13,71
14,56
15,41
17,12
18,82
20,53
22,23
23,94
25,64
27,35
29,06
80,76
32,47
4
4,5
7,79
9,48
11,18
12,03
12,87
13,72
14,57
15,43
16,28
17,98
19,68
21,39
23,09
24,80
26,50
28,21
29,92
31,62
33,33
4,5
5
8,66
10,35
12,04
12,89
13,74
14,59
15,44
16,29
17,14
18,84
20,54
22,25
23,95
25,66
27,36
29,07
30,77
32,48
34,19
5
6
10,39
12,08
13,77
14,62
15,47
16,32
17,17
18,02
18,87
20,57
22,27
23,97
25,68
27,38
29,08
30,79
32,49
34,20
35,91
6
7
12,12
13,81
15,50
16,35
17,20
18,05
18,89
19,74
20,59
22,29
23,99
25,70
27,40
29,10
30,81
32,51
34,22
35,92
37,63
7
8
13,86
15,54
17,23
18,08
18,93
19,78
20,62
22,35
21,47
22,32
24,02
25,72
27,42
29,12
30,83
32,53
34,23
35,94
37,64
39,35
8
9
15,59
17,27
18,96
19,81
20,66
21,51
23,20
24,05
25,75
27,45
29,15
30,85
32,55
34,26
35,96
37,66
39,87
41,07
9
10
17,32
19,05
19,01
20,70
21,54
22,39
23,24
24,08
24,93
25,78
27,43
29,18
30,88
32,58
34,28
35,98
37,68
39,39
41,09
42,79
10
11
20,74
22,43
23,27
24,12
24,97
25,81
26,66
27,51
29,21
30,90
32,60
34,30
36,00
37,71
39,41
41,11
42,81
44,52
11
12
20,78
22,47
24,16
25,00
25,85
26,70
27,54
28,39
29,24
30,94
32,63
34,33
36,03
37,73
39,43
41,13
42,84
44,54
46,24
12
13
22,52
24,20
25,82
26,74
27,58
28,43
29,'7
30,12
30,97
32,66
4,36
36,06
37,76
39,46
41,16
42,86
44,56
46,26
47,97
13
14
24,26
25,93
27,62
28,47
29,31
30,16
31,01
31,85
32,70
34,39
36,09
37,79
39,40
41,18
42,89
44,59
46,29
47,99
49,69
14
15
25,98
27,67
29,35
30,20
31,04
31,89
32,74
33,58
34,43
36,12
37,82
39,5
41,22
42,91
1 44,61
46,31
48,01
49,72
51,42
16
. СИНИЦЫН
ПОПЕРЕЧНЫЙ ИЗГИБ
39
Сечение из одной доски толщиной а
2.5
3
3.5
4
4.5
5
Ти
0,72
0,87
1,01
1,15
1,30
1,44
Ти
6
7
8 9
10
11
1,73
2,02
2,31
2,60
2,89
3,18
Ти
12
13
14
15
16 17
3,46
3,75
4,04
4,33
4,62
4,91
Ти
18
19
20 21 22 23
5,20
5,49
5,77
6,06
6,35
6,64
24
25
26
27
28
29
30
ти
6,93
7,22
7,51
7,79
8,08
8,37
8,66
ЛИТЕРАТУРА
1. ТУ и Н Деревянные конструкции и сооружения, 1931 г.
2. Синицын В. и Мордкин С., К вопросу о расчете на продольный изгиб составных стержней сплошного сечения, Проект и стандарт 6 за 1933 г.
3. Пи с чико в В. Г., Продольный изгиб деревян-
Коэфициенты л,
Таблчца 6
сдв учитывающие уменьшение жесткости составных стержней
Число
швов
сдв
Число
швов
сдв
Число
швов
ксдв
Число
швов
к сдв
1
1,01
5
1,11
9
1,32
13
1,73
2
1,03
6
1,15
10
1,40
14
1,89
3
1,05
7
1,20
11
1,49
15
2,09
4
1,08
8
1,26
12
1,60
ных составных стержней, Проект и стандарт 2 3, 1935 г.
4. Плешков П. Ф., О продольном изгибе деревянных составных стержней, Проект и стандарт 2 за 1935 г.
5. Иванов В. Ф., Деревянные конструкции гражданских сооружений, ч. 1, Госстройиздат 1933 г.
Иною. М. Е. КАГАН
IV. ПОПЕРЕЧНЫЙ ИЗГИБ
1. Распределение внутренних напряжений в изогнутом брусе. Расчет на прочность
Опыты, проведенные Винклером и Баушингером г, показали, что внутренние напряжения в сильно изогнутом деревянном брусе распределены по криволинейному закону, причем нейтральная ось лежит ближе к растянутой воне фиг. 1, а. Понижение нейтральной оси в сторону растянутой зоны объясняется неоднородностью строения древесины и различными модулями упругости при сжатии и растяжении.
Сжатие
б
Фиг. 1. Распределение напряжений по высоте изгибаемого бруса: о действительное, б принимаемое при расчете
Хотя сопротивление растяжению выше сопротивления сжатию, окончательное разрушение, как правило, происходит вследствие разрыва растянутых волокон. Это обстоятельство по Бауману связано с тем, что по мере приближения к моменту излома в связи с продольным изгибом волокон в сжатой зоне появляются складки, значительно увеличивающие напряжения в растянутой 80не.
Результаты испытаний Баумана 8 показали однако, что при расчете на изгиб можно с неко-
1 Е. Winkler, Vortrage йЬег Briickenbau, HOlzerne Brucken 1887 г.; Bauschinger H., Untersuchungen ttber die Elastizitat und Festigkeit von Fichten und Kiefem bauhdlzern. Mitteilungen aus Laboratorium Technischen Hochschule Miinchen 1883 r.
R. Bauman, Die bisherigen Ergebnisse der Holzprufungen der Materialprtifungsanstalt an der Technischen Hochschule, Stuttgart 1922 r.
торым приближением пользоваться формулой Навье, выведенной из закона плоских сечений фиг. 1, б в предположении равенства модулей упругости сжатия и растяжения; следует только помнить, что краевое напряжение при изгибе является условной величиной, лежащей между действительными краевыми напряжениями в сжатой и растянутой зонах.
Основными формулами при расчете на прочность являются: при простом изгибе:
U
w нетто
М расчетный изгибающий момент;
И7нетто расчетный момент сопротивления нетто поперечного сечения;
пи допускаемое напряжение на изгиб;
косом изгибе:
где
при
■ ту г
Wx w LJ
М,
W,
2
где Mx, My изгибающие моменты относительно осей х и у, a Wx, Wy моменты сопротивления относительно тех же осей фиг. 2.
Для прямоугольного сечения, обозначая:
wx
W;
У
1Г С’
получим:
уу __ М-е 4 сМу
1пи1
3
Фиг. 2. Косой изгиб бруса
В некоторых случаях коэфициент с для прямоугольного сечения может быть принят равным
отношению изгибающих моментов Мх и М,
Му ’
подставляя это отношение в выражение лучаем:
у
4
Wx, по-
Wx
и со ответственно:
Wy
2М
nj
гму
пи
5
40
М. Е. КАГАН
Таблица 1: АГшаХ1 , у в ааввеимости от -у при in НО кгсм п.
ПОПЕРЕЧНЫЙ ИЗГИБ
41
£ _ НО ООО квсм и вспомогательных величин
' mai
I
прив.
Овкв j Kef
Таблица 1
Эквиваленты, нагр. по отнош. к балке, свободно лежащ. на двух опорах с равном, распред. нагрузкой
при n 110 кгона и £ a 110 000 кгси для
по
no 'max
1
500
1
400
1
300
1
250
1
200
1
150
1
100
4д
в,6а
4
Б
6,67
8
10
13,3
20
P
3
3,75
5
6
7,5
10
15
Q
9,6
12
16
19,2
24
32
43
4
1,6 T
12
15
20
24
30
40
60
8 Р 3 1
2,928
8,73
10,92
14,55
17,46
21,84
29,10
43,62
4
3,8
10,10
12,63
16,83
20,20
25,26
33,66
50,52
2
0,2g
32
40
53,3
64
80
106,7
160
Р
1
24
30
40
43
60
80
120
0,562q
0,416g
Ч
0,4163
22,98
28,73
38,27
45,96
57,46
76,54
114,92
J'eT
0,716-
20,2
25,25
со
со
с
со
40,4
50,5
67,20
101,0
l,C5G-
P
1,156
13,79
17,24
22,96
27,58
34,48
45,92
68,96
0,768
0,5 q
0,4z
12
15
20
24
30
40
60
0,510q
0,388g
32,58
15,82
20,96
25,16
31,64
41,92
63,28
0,539q
0,355g
14,49
18Д2
24,16
28,98
36,24
48,32
72,48
0,564q
0,323g
16,81
21,00
28,00
33,62
42,00
f.6,00
84,00
0,5909
0,292gr
19,41
24,27
32,36
38,82
48,54
64,72
97,08
0,616g
0,61g
22,72
28,41
37,87
45,44
56,82
75,74
113,64
O.Giq
0,232
20,32
32,89
43,85
52,64
65,78
87,70
1
131,56
0,C66g
0,2
32
40
£3,3
1
64 80
JOG,7
160
42
М. Е. КАГАН
2. Временное сопротивление. Предел долговременного сопротивления. Расчетная жесткость
Согласно ТУ и Н временное сопротивление изгибу при испытании образцов 2X2 х 30 см должно быть не менее:
для воздушно-сухой сосны марки 0 600 кгсм2
V Принимая пи имеем:
110 кгсм2 и Е 110 000 кгсм-,
воздушно-сухого дуба 0 800 1 700
Необходимо отметить, что на величину временного сопротивления весьма влияет быстрота приложения нагрузки. При быстром возрастании действующих сил временное сопротивление оказывается больше, чем при медленном росте их. Чем медленнее процесс разрушения дерева вообще, тем меньшее напряжение способно вызвать его разрушение.
Предельное напряжение, которое не вызывает разрушения дерева при сколь угодном продолжительном действии сил, принято называть пределом долговременного сопротивления.
Инж. Ф. Белянкиным был установлен предел долговременного сопротивления изгибу для большого количества древесных пород Ч
В табл. 2 указан предел долговременного сопротивления для сосны, ели и дуба.
Таблица 2 Предел долговременного сопротивления
Порода
Предел долговременного сопротивления в ъгсм
Бредел долговременного сопротивления в процентах от временного сопротивления
Сосна.
4Л0
80,5
Ель.
410
74,8
Дуб.
680
80,0
Кроме прочности элементы деревянных конструкций должьы, как правило, обладать необходимой жесткостью, характеризуемой обычно относительным прогибом, т. е. отношением максимального прогиба к расчетному пролету.
В табл. 1 стр. 40 для большого количества частных случаев указаны:
ЕГ
t l Pvt Т 2ls7
в зависимости от того, является ли нагрузка равномерно распределенной или сосредоточенной.
Для балок е поперечным сечением, симметричным относительно горизонтальной оси 2, относительный прогиб ■ может быть выражен формулой:
_ и пН
I Eh
1 Долговременное сопротивление дерева. Строительная промышленность 11 12, 1932 г.
2 См. еще раздел IV. Балки иростейшего вида, Де-
ревошгата, Конструктивный строительный подъем.
h
1 000 f k ' T
I
В табл. 1 указаны в зависимости от принятого -j- для большого количества случаев балок,
встречающихся в практике. Для сечений, несимметричных относительно оси изгиба например для пластин, можно пользоваться той же таблицей, следует только вместо фактической высоты сечений h подставить удвоенное расстояние zDU от нейтральной оси сечения до крайнего наиболее напряженного волокна балки и в дальнейшем исходить из расчетного краевого напряжения.
В случае, если пи не равняется 110 кгсм2, высоту сечения можно определить по формуле:
110
h К
Пи
где hm высота поперечного сечения, найденная по таблице.
Допускаемый относительный прогиб определяется назначением сооружения.
В обычных междуэтажных перекрытиях допускается относительный прогиб:
W 1 1
I 400 250 В элементах обычных покрытий прогонах, вспомогательных строительных ногах, обрешетке и т. п.:
шах I 150 250 ’
если сохранность водоизоляционного ковра и другие эксплоатационные условия не требуют большой жесткости конструкции.
При определении прогиба модуль упругости на изгиб следует принимать независимо от породы:
при сухом лесе Eet 110 000 кгсм2 полусухом лесе Епе 100 000 сыром лесе Еср 80 000 Расчет на скалывание при изги-
б е производится по формуле:
f LJ.
6
где Q поперечная сила в рассматриваемом сечении;
S статический момент сдвигающейся части поперечного сечения относительно нейтральной оси;
I момент инерции поперечного сечения балки;
Ь ширина поперечного сечения балки на той высоте, где определяется скалывающее напряжение;
tu допускаемое скалывающее напряжение 3 при изгибе.
Необходимо отметить, что расчет на скалывание при изгибе призматической балки прямоугольного сечения в обычных деревянных конструкциях не производится:
1 для свободно лежащей б а лк и:
а с равномерно распределенной нагрузкой при й 5;
з См. Скалывание, стр. 43.
СКАЛЫВАНИЕ
43
б с сосредоточенным грузом посредине при Ijh 2,5;
2 для двухпролетной Hepaspesной балки с равными пролетами и равномерно распределенной нагрузкой при ZA6,25;
В для средних пролетов равномоментного балочн о-к онсо льн.оро прогона с равномерно распределенной нагрузкой при lh-й0; здесь I расчетный пролет балки;
h высота прямоугольного сечения балки.
Во всех этих случаях сдвигающие усилия будут меньше допускаемых даже при полном использовании напряжения на изгиб.
ТУ и Н установлены следующие основные допускаемые напряжения на изгиб и на скалывание при изгибе:
для воздушно-сухой сосны тги 110 кгсм2, и 22 кгсм2,
для воздушно-сухого дуба гсм 130 кгсм, t I 35 кгсм2.
Для других пород дерева, а также в зависимости от класса, назначения сооружения и влажности леса к основным допускаемым напряжениям следует вводить поправочные коэфициенты согласно ТУ и Н.
ЛИТЕРАТУРА
1. ТУ и Н, Деревянные конструкции и сооружения, глава Основные положения и Понетечный изгиб. 1931 г.
2. Гестеши Г., Деревянные сооружения, ГТИ, 1931 г.
3. Керстен К., Современные инженерные деревянные конструкции, Гострансиздат, 1932 г.
4. Каган М. Е., Номограммы для расчета балок прямоугольного сечения на изгиб, Строительная промышленность 6 за 1931 г.
5. Проф. Иванов В. Ф., Деревянные конструкции гражданских сооружений, ч. 1, Госстройиздат, 1933 г.
6. Инж. Большаков В. В., Деревянные конструкции, уроки 1 и 2.
И'нж. Г. Г. ТАХТАМЫШЕВ
У. СКАЛЫВАНИЕ
1. Лабораторные данные
Крепость сопряжений, работающих на скалывание, определяется главным образом характером распределения скалывающих напряжений по площади скалывания. Значительная неравномерность распределения напряжений, особенно характерная для одностороннего скалывания в сопряжениях, где растянутый элемент прикрепляется путем врезки и упора в него сжатого элемента фиг. 1, не позволяет использовать всей площади скалывания. Перенапряжение на небольшом участке площади скалывания угрожает крепости всего сопряжения, так как по достижению на этом участке наибольшим скалывающим напряжением tmtkX временного сопротивления участок разрушается, эпюра скалывающих напряжений автоматически перемещается на соседний еще целый участок и вызывает дальнейшее скалывание всего сопряжения. Пластичность древесины при скалывании столь незначительна, что не в состоянии выравнять приложенных по площади скалывания напряжений. В менее часто встречающемся на практике случае промежуточного скалывания, когда площадь скалывания. заключена между вызывающими скалывание силами фиг. 2, напряжения распределяются более равномерно, а следовательно сопряжение при той же площади скалывания обладает большей прочностью.
Обычный условный расчет на скалывание предполагает равномерное распределение напряжений и позволяет определить среднее напряжение по формуле:
Р
ср
If Ь
где lt длина площади скалывания; b ее ширина.
Если обозначить гтах ijtcp, то будем иметь:
l.bt
Р
Отсюда видно, что чем больше коэфициент неравномерности , тем меньше допустимая по скалыванию нагрузка.
Для исследования закона распределения скалывающих напряжений можно рассматривать элементы конструкций, работающие на скалывание, как изгибаемые балки фиг. 3, а и б. Высота
Фиг. 1. Одностороннее скалывание
Фиг. 2. Промежуточное скалывание
этих балок обычно весьма велика по отношению к пролету, превышая его, как правило, в несколько раз. Исследуя распределение сдвигающих напряжений по высоте сечения, Ф. Блейх 1 установил следующий закон распределения сдиигающих напряжений по высоте сечения для промежуточного скалывания фиг. 3, а:
max l,l0,02 ■
0,25arctgf
1
где lt высота балки длина площади скалывания;
е плечо между силами скалывания;
Блейх Ф., Железные мосты.
Г. Г. ТАХТАМЫШЕВ
b ширина балки ширина площади скалывания;
Р скалывающее усилив.
Применяя метод Блейха для случая одностороннего скалывания фиг. 3, б, Е. М. Знаменский 1 получил формулу, выражающую вакон
Г
П
t
If
Фиг. 3. Схема приложения сил при промежуточном а и одностороннем б скалывании
распределения скалывающих напряжений при одностороннем скалывании:
2 1,1 0,02 А 0,25 arc tg
Чпах а
4 1 30 sin 0,16 2
ол уа Qe
Фиг. 4. Эшоры скалывающих напряжений при промежуточном скалывании
Формула эта хорошо согласуется с опытными данными, приведенными в работе Е. М. Знаменского.
Р
ТВ
V,
'А
J
52
-ч
0 Q2 01 46 QJi
;
W V
Фиг. 5. Эпюра скалывающих напряжений при одностороннем скалывании
Как видно из ф-л 1 и 2, равномерность распределения скалывающих напряжений зависит
1 Знаменский Е. М., Технический теме Скалывание. ЦНИПС, 1933 г.
отчет по
от отношения длины площади е
скалывания
к эксцентриситету между силами скалывания. На фиг. 4 и 5 показаны эпюры распределения скалывающих напряжений при промежуточном фиг. 4 и одностороннем фиг. 5 скалывании
при различных величинах Ц.
Следует отметить, что при 1 площадь
эпюры скалывающих напряжений сохраняется примерно постоянной, и следовательно при дальUJ
V
iaHi
,е 1
N
I
Л
N
L
ч
П
i
о-i г :
4 5 6 7 f
9 10
Фиг. 6. График допускаемых напряжений при одностороннем II и промежуточном I скалывании
нейшем удлинении участка скалывания разрушающее усилие остается постоянным.
Принимая в ф-лах 1 и 2 tmai равным величине разрушающего скалывающего напряжения, деленного на коэфициент вапаса, можно построить график фиг. 6 допускаемых напряжений tcp
для промежуточного I и односто рон-
Р
ЦЬ
него И скалывания. Этот график вполне под-
Фиг. 7. График зависимости между средним напряжением скалывания и отношением It
при одностороннем скалывании в
тверждается экспериментальными данными, нанесенными на график фиг. 7.
На величину среднего разрушающего напряжения помимо отношения - оказывает существенное влияние местоположение тяжного болта или опоры, погашающих возни,.ющий в солрп-
СКАЛЫВАНИЕ 45
ясеняях изгибающий момент. Результаты испытаний образцов с различным отношением при
различном местоположении болта по длине участка скалывания приведены на графике фиг. 8.
Фиг. 8. График зависимости между средним напряжением скалывания t и отношением при различном расположении стяжного болта
2. Расчет элементов деревянных конструкций на скалывание
Величины основных допускаемых напряжений на скалывание сосны и дуба согласно ОСТ 7063 приведены в табл. 1.
Таблица 1
Основные допускаемые напряжения на скалывание в
Сосна
Дуб
Род напряжения
II
II
Примечание
По
Пэо
Шо
Оэо
1. Скалывание при изгибе и в других случаях расчета по наибольшему напряжению 1шах
22
35
Только для максимального напряжения
2. Скалывание без отди рання волокон в предположении его равномерного распределения
12
в
20
10
Допускаются при условии учета длины скалывания вдоль волокон не свыше 7-кратной глубины врубки, а поперек волокон не свыше 4 5кратной глубины врубки
3. Скалывание в щековых врубках
8
14
Если скалывающее усилие направлено под углом а к волокнам, допускаемое напряжение определяется по формуле:
М.- ‘3
1
В этом случае расчет производится условно в предположении равномерного распределения скалывающих напряжений за исключением п. 1 таблицы по формуле:
-£
где t напряжение на скалывание;
Р скалывающее усилие;
Р площадь скалывания.
Весьма вредное влияние на сопротивление скалыванию оказывают трещины, могущие в ряде случаев вывес, и из работы всю рабочую площадь скалывания. При малой длине плоскости скалывания возможно возникновение по площади скалывания отдирающих усилий. Поэтому не следует допускать слишком коротких участков скалывания, ограничивая их величиной
h 4 Л.,,
где hep глубина врезки.
Во всех случаях, где это допускают условия, следует длину lt скалываемого участка назначать не менее Те.
Для предотвращения отдирающих усилий от перекоса сжатого элемента следует скреплять его с растянутым элементом при помощи болта, скобы или глухаря.
Разрушающее скалывающее напряжение значительно понижается также при неравномерном распределении напряжений по ширине площади скалывания. Характерным примером этого являются щековые врубки, в коих неравномерность распределения напряжений предопределяется самой схемой приложения скалывающих усилий, вызывающих кручение скалываемой части.
Разрушение таких врубок происходит обычно при среднем напряжении t 12 17 кгсм
для обычного отношения 8 10. В то же
б
время лобовые врубки иэ той же древесины при обычном отношении 3 4 разрушаются при среднем напряжении t 40 кгсм2.
XI
5”
г 1 6 4
г о
1
Ы
V4
D -i-
'50
1 Ут
0123456789 10 11 12
mte
Фиг. 9. График зависимости между допускаемым напряжением скалывания кг см1 и отношением при одно
стороннем скалывании для лобовых и щековых врубок
Практически при расчете щековых врубок при 8 10 и аналогичных им сопряжений следует понижать величину г до 5 кг см2, для лобовых же врубок при 3 4 и аналогичных
в
им сопряжений допускать t 12 кгсм2. В слу чае необходимости произвести расчет при иных
значениях -у можно пользоваться графиком
фиг. 9, дающим зависимость между допускаемым
напряжением на скалывание и отношением -у
для двух случаев: 1 когда скалывающие напряжения распределены неравномерно лишь по длине площади скалывания случай, соответствующий лобовой врубке и 2 когда скалывающие напряжения распределены неравномерно и по длине и по ширине площади скалывания случай, соответствующий щековой врубке.
46
Г Г. ТАХТАМЫШЕВ
Иною. Г. Г. ТАХТАМЫШЕВ
TI. СМЯТИЕ
1. Лабораторные данные
1 Особенности работы древесины на смятие
Смятие является одним из наиболее благоприятных напряженных состояний древесины. Благодаря тому что смятие представляет собою местное поверхностное явление, на характер его почти не влияют пороки древесины косослой, сучковатость, трещины, сильно сказывающиеся при других напряженных состояниях древесины в конструкции.
Диаграмма испытаний на смятие указывает на большую пластичность дерева, характеризуемую значительным участком текучести, весьма ценную при назначении допускаемого напряжения. Благодаря пластичности местная пе, регрузка одного из работающих на смятие участков вызывает усиленную деформацию его, которая неизбежно вовлекает в работу другие менее нагруженные участки сопряжения; таким образом пластичность гарантирует совместную работу отдельных смыкаемых участков сопряжения и позволяет допускать для смятия меньшие запасы прочности, чем для скалывания и растяжения.
Хорошо иллюстрируя сущность явления, испытания образцов не могут дать однако представления о действительном соотношении между сопротивлениями сжатию и смятию древесины в конструкциях в силу малости размеров образцов и отсутствия в древесине их пороков, обычных в строительной древесине. Очень поучительны в этом отношении испытания, проведенные с сосновыми образцами сечением 14 х 14 см изготовленными из обычной строительной древесины табл. 2.
Таблица 2
Временное сопротивление сосновых образцов сечением 14x14 см по данным ЦНИПС
Временное
сопротивление
Род напряжения
в кгсм
в
Сжатие ■
283
100
бмятие при необработанных торцах
из-под пилы.
266
94
Г1
И
ЕЕЕ77-Е
Фиг. 1. Схемы приложения сил при местном смятии
Как видно из табл. 2, в этом случае сопротивление древесины смятию мало отличается от ее сопротивления сжатию. Объясняется это тем, что обычные пороки древесины сильнее понижают ее сопротивляемость сжатию, чем сопроти-. вляемость смятию ср. табл. 1.
2 Смятие вдоль волокон
При испытании малых чистых кубиков, поставленных один на другой торцами, разрушающие напряжения получаются меньшими, чем цри сжатии одного кубика.
Разрушение от смятия вдоль волокон происходит в этом случае от вмятия более плотных слоев древесины в менее плотные с последующим расплющиванием волокон обоих торцов.
В качестве примера в табл. 1 приведены результаты испытания сосновых образцов в лаборатории ЦНИПС
Таблица 1
Временное сопротивление сосновых образцов по данным
ЦНИПС
3 Смятие поперек волокон
-
Временное
сопротивление
Род напряжения
в кгсм2
в
Сжатие 443
100
Смятие при чисто обработанных
торцах
400
90
Смятие при необработанных торцах
из-под пилы.
358
81
1 Танамышев Г. Г., Отчет по теме Смятие за 1933 1934 гг.
При смятии поперек волокон следует различать два случая: 1 сплошное смятие по всей поверхности и 2 местное смятие на части поверхности.
Сплошное смятие поперек волокон не отличается от сжатия поперек волокон, так как поверхностный слой одного образца не вминается в другой образец, а только передает ему сжимающую нагрузку.
Местное смятие отличается от сплошного более благоприятной работой древесины. При местном смятии внешняя нагрузка воспринимается частично нижележащими слоями древесины, работающими на сжатие, частично поверхностным слоем, работающим на растяжение и изгиб фиг. 1. Поэтому во всех тех случаях, когда возможна хорошая работа на растяжение и изгиб поверхностного слоя древесины т. е. когда направление сминаемых волокон перпендикулярно сминающей кромке, сопротивление местному смятию значительно выше сопротивления смятию по всей поверхности. Если волокна параллельны сминающей кромке, эта поддержка почти отсутствует, ибо дерево плохо работает на растяжение и изгиб поперек волокон. Этим и объясняется. отсутствие ощутимой разницы между
СМЯТИЕ
47
сопротивлением древесины смятия 1-го и 2-го
'Pjlg сказанного следует также, что при смятии вдоль волокон разница между местным и сплошным смятием не имеет практического значения.
При достаточной длине концов волокон
фиг. 4 и одинаковой деформации А влияние сил на общее сопротивление смятию Nc. а следовательно и на напряжение смятия пг __ £, учитываемое в расчете, тем больше, чем
меньше абсолютная длина с сминаемой площадки.
Зависимость напряжения пс от величины с выражается в этом случае кривой гиперболического вида фиг. 2, полученной в результате испытаний сосновых образцов, имевших высоту h от 5 ДО 25 см.
Определение допускаемого напряжения на смятие 1-го рода может быть произведено путем уменьшения допускаемого напряжения на сжатие поперек волокон на коэфициент к. Значе
ние коэфициента к для сосны в зависимости от абсолютных размеров длины площадки смятия с можно брать по графику фиг. 2. При этом должна быть обеспечена достаточная длина концов
волокон h, где h высота бруса, но не
меньше 10 см.
Для дуба и других твердых пород зависимость к от с еще не установлена, однако можно предполагать, что величины к будут иметь меньшие значения при тех же значениях с, чем у сосны, вследствие меньшей разницы между крепостью древесины вдоль и поперек волокон. Наоборот, у более рыхлых пород эта разница больше, и следовательно коэфициент к будет принимать 66льпше значения.
Фиг. 2. График зависимости между шириной площадки смятия с и величиной к, где к п,с1
и
4 Смятие под углом
При смятии под углом а 2 сопротивление древесины зависит в основном от крепости древесины вдоль и поперек волокон. Зависимость между па и а наглядно поясняется кривой минимальных напряжений 3, устанавливающей зависимость между искомым напряжением па фиг. 3, напряжением п ц, действующим по
1 Смятием 1-го рода называется смятие по всей йирине бруса на части его длины, смятием 2-го рода смятие на части ширины и длины.
2 а угол между направлениями волокон и усилием смятия.
3 Ф л а к с е р-м а н Ю. Н., Влияние наклона волокон на механические свойства древесины сосны, ЦАГИ, вып. 78, 1931 г.
площадке, нормальной к волокнам, напряжением действующим по площадке, совпадающей с направлением волокон, и t ц. Эти зависимости
mqj ут быть выражены в виде трех равенств 1, 2: и 3:
Па
П.
C0S2 а ’
П Sin2 а9 П и
Sin2 а
1
2
3
140
130
120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
Фиг. 3. Разложение усилий при смятии под углом
1 1
'ft
г ду
1
1
li
г
Л
.J
L
U
,ег 1
К i
L
L
г
у
А
А
vv
'ДА
s
Я 0 10е 20 30е 40 50 60 70® 80 90
Фиг. 4. Построение кривой минимальных напряжений
Приняв в правой части равенств 1 3 напряжения п и, и у соответственно равными допускаемым напряжениям на сжатие вдоль волокон п_ , на сжатие поперек волокон п_ и на скалывание вдоль волокон г ц, получим три кривые, приведенные на фиг. 4. Эти кривые дают для любого угла а величину допускаемого напряжения геса из условий: сжатия вдоль волокон, сжатия поперек волокон и скалывания
J-r
ч
1
3
П ’
па
100
3 п
л
-cosffJOsna
о
п
и
п
и
л
л
к
и п
и
п
j
0
с
0
0 й
пО
пО
пО
nO
1 с
по
по
а
по
Of
iff
Фиг. 5. Зависимость между сопротивлением смятию па и углом а для воздушно-сухой сосны в процентах от пс при а 0
вдоль волокон. Наименьшая из этих трех величин для каждого угла а и будет допускаемым напряжением лс„. Соединяя плавной кривой минимальные значения ордин£Гт всех трех кривых, получим кривую допускаемых напряжений на смятие в зависимости от угла а.
Указанную зависимость можно получить также, принимая для строения древесины ромби-
48
Г. Г. ТАХТАМЫШЕВ
ческую систему кристаллов в этом случае формула
П
Па
п.
cos аУ Ч sin в
n-L
Получающаяся 4
хорошо согласуется с опытными данными. Показатель степени для различных напряженных состояний древесины имеет различные значения. При смятии у колеблется от 2,8 для хвойных до 2,4 для твердых пород. На фиг. 5 и 6 даны теоретическая кривая и результаты испытаний сосны и дуба, проведенные в лаборатории ЦНИПС.
Яд
100
so;
60
70
0
50
40
30
20
10
0
Пп 100
coswa45sinWa
Род напряжения
Сосна
Дуб
II
_L
II
1. Смятие по всей поверхности
2. Смятие в ще новых и нож
80
15
110
30
ничных врубках 80
20
110
40
3. Смятие в дисковых шпонках
4. Смятие под шайбами и в на
80
35
110
65
гельных сопряжениях. 5. Смятие на части длины, в кольцевых шпонках и лобо-
80
45
110
85
ЬО
25
110
50
Для промежуточных углов а величины допускаемых напряжений на смятие пеа определяются по графикам фиг. 7 и 8 или по формуле:
щ.1,’1 '. 5
sin2 а
где пс и j_ соответствующие для данного случая допускаемые напряжения на смятие при углах а 0 и а 90. Направление силы смятия принимается при этом всегда нормальным к площадке смятия.
1 Th. KOllmann, Der Bauingeuieur iNa 1920 от HPf 4934 г
Расчет на смятие производится по формуле: тМ. 16
где Ne сила смятия;
F площадь смятия;
яс допускаемое напряжение смятия для данного случая.
Ш
О 0 20 30е 40 50 60 70 80 90
Фиг. 6. Зависимость между сопротивлением смятию па и углом а для воздушно-сухого дуба в
процентах от па при а 0
2. Расчет элементов деревянных конструкций на смятие
В табл. 3 приведены допускаемые согласно ОСТ 7063 напряжения на смятие для сосны и дуба.
Таблица 3
допускаемые напряжения на смятие для дуба и сосны
60 75 70 65 СО 55 50 45 40 35 30 25 20 15 IО 5
1
N
1 Л
l
.
V
1-
О
fa
Г
л
45
а о w го зо до so 60е о во эои
Фиг. 7. График допускаемых напряжений на смятие в зависимости от угла а для воздушно-сухой сосны
10 20 30 40 50 60 70 30 90е
Фиг. 8. График допускаемых напряжений на смятие в зависимости от угла а для воздушно-сухого дуба
Поправки на марку леса, влажность и класс сооружения производятся по указаниям единых норм.
РАЗДЕЛ ВТОРОЙ
СОПРЯЖЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Проф. Г. Г. КАРЛСЕН
I. ОБЩИЕ СООБРАЖЕНИЯ ПРИ ВЫБОРЕ И КОНСТРУИРОВАНИИ СОПРЯЖЕНИЙ ЭЛЕМЕНТОВ
1. Основные положения
Кустарное производство древности заставляло строителя внимательно выискивать и использовать в соответствии с гаданием индивидуальные особенности, ненормальности роста и даже пороки дерева. Корни и сучья, кокоры, мутовки, пасынки, крень нередко определяли основные формы кустарного деревянного судостроения, детали примитивного жилищного строительства и формы кустарных орудий сельскохозяйственного производства и средств сообщения.
Современное индустриальное строительство широчайших масштабов и высоких темпов исключает возможность индивидуального отбора случайных свойств стройматериалов.
Массовое строительство, связанное с многократным повторением однородных производственных операций над однородными элементами, может быть индустриализовано только в условиях:
1 членения сооружения на более или менее дробные элементы и 2 стандартизации этих элементов.
Стандартизация элементов должна в то же время обеспечивать возможность получения всего необходимого для строительства ассортимента конструктивных решений путем возможно более простого сопряжения этих элементов между собой.
В воэдушно-сухих инженерных деревянных конструкциях такой основной элементарной стандартной единицей не могут-служить бревна даже прямые и ошкуренные, так как вследствие конической формы они с трудом сопрягаются, не дают равнокрепких конструкций, высыхая же, неизбежно покрываются глубокими трещинами.
Напротив, доски и брусья легко, без растрескивания, подвергаются облагораживающему воздействию горячей камерной сушки и сравнительно просто сопрягаются в сплошные или ажурные пакеты.
Поэтому в инженерных деревянных конструкциях именно доска и брус и являются основными рабочими стандартными единицами.
Влияние на крепость деревянных конструкций отдельных сучков, косослоя и других природных дефектов дерева, неизбежных в каждой доске, можно обезвредить применением так называемого принципа дробности, характеризуемого раздроблением силового потока и воспринятием его рядом параллельно работающих элементов конструкции. Принцип дробности позволяет компенсировать дефект одного элемента повышенным использованием нормальной крепости смежных с ним элементов. По теории вероятности можно не опасаться совпадения однородных пороков в одном и том же рабочем сечении и потому можно считать, что достаточная надежность деревянной конструкции в целом всегда обеспечена ва счет некоторого, вполне допустимого перенапряжения отдельных ее частей.
В особо ответственных сооружениях вообще не следует ставить надежность деревянных конструкций в зависимость от крепости одного из ее элементов.
Чем мельче проведено членение элементов, чем большее число их приходится на каждое рабочее сечение, тем меньше влияние дефектов каждого из них на надежность работы конструкции в целом.
В этом смысле фанерные деревянные конструкции, в которых толщина элементарного шпона доведена до 1 мм, осуществляют указанный принцип дробпости наиболее совершенно и обеспечивают даже при значительном количестве элементарных дефектов бблыную надежность работы конструкции в целом.
Дальнейшее дробление дерева на отдельные волокна и фибриллы, находящее применение в бумажном, картонном и мэсонитовом производствах, и тем более химическое расслоение древесины в пластмассах лишают дерево его лучших конструктивных качеств большой удельной крепости, рассредоточенно, но организованно работающих древесных волокон и гвоздимости и поэтому для строительства практического значения не имеют.
Совместная кооперированная работа элементов деревянной конструкции возможна лишь при
50
Г. Г. КАРЛСЕН
наличии достаточной податливости в работе каждого ив них и достаточной в то же время монолитности их сопряжения.
Только в том случае, если неизбежные внецентренность и неравномерность загружения и неизбежные отступления от идеальной однородности материала компенсируются достаточными по величине упругими или пластическими деформациями, без снижения сопротивления, можно рассчитывать на замещение слабых элементов более сильными смежными с ними в порядке взаимного страхования.
Аналогичное явление имеет место в четырехи шестиосных грузовиках. Внутренняя статическая неопределимость их приводила бы к опиранию машины всего лишь в двух или в лучшем случае трех точках и к последовательному разрушению отдельных перенапряженных частей ее, если бы совместная работа их не обеспечивалась упругой податливостью рессор и пневматических резиновых шин.
Совместная параллельная работа частей деревянной конструкции может перейти в последовательное разрушение их, если каждая из частей не в состоянии сохранить полную силу рабочего сопротивления при деформациях, достаточных для включения в совместную работу всех частей конструкции.
Основное конструктивное преимущество стали перед деревом определяется наличием характерной для работы стали зоны значительных пластических деформаций, протекающих при напряжениях несколько ниже временного сопротивления материала кривая М фиг. 1.
Если разрушение происходит от разрыва или от скалывания вдоль волокон, для работы дерева вдоль волокон характерен внезапный обрыв кривой Zj фиг. 1 при незначительных деформациях. Количество работы, затрачиваемой на разрушение металлического стержня, значительно превышает количество работы, затрачиваемой на скалывание или на разрыв равнопрочного деревянного стержня.
Если же разрушение определяется смятием дерева, то работа его характеризуется пологой кривой D3 фиг. 1; кривая D3 тем положе, чем больше угол а между силой и волокном.
Если разрушение деревянной конструкции определяется разрывом или скалыванием вдоль волокон жестко сопряженных между собою элементов, деформации, предшествующие разрушению одного из элементов, могут оказаться недостаточными для вовлечения в совместную работу всех параллельно работающих элементов, и конструкция может разрушиться в результате последовательного перенапряжения и разрушения ее частей.
В металлических конструкциях включение в работу всех элементов определяется пластическими деформациями самого материала, в деревянных же конструкциях совместная работа частей должна быть обусловлена податливостью сопряжений, разрушение которых должно требовать затраты большого количества работы.
Только последовательным приложением принципа дробности можно обезвредить местные дефекты дерева; только плотными и податливыми сопряжениями можно обеспечить совместную работу дробных элементов, составляющих конструкцию.
Чем больше начальные рыхлые деформациисопряжения участок А В кривой Da фиг. 1, т. е. чем меньше начальная плотность сопряжения и чем круче при этом кривая деформаций, тем больше опасность разрушения одного из элементов конструкции до того, как смежный с ним элемент успеет включиться в работу кривые jD, и Djj.
Поэтому жесткие хрупкие сопряжения, которые даже при очень тщательном исполнении неизбежно обладают разной степенью начальной рыхлости, вообще должны быть изъяты ис капитальных деревянных конструкций.
Только плотные и достаточно податливые сопряжения, дающие характерную для смятия кривую работы Dz фиг. 1, могут, компенсируя малую пластичность материала, обеспечить новым деревянным конструкциям надежность не ниже надежности металлических конструкций.
2. Характеристика основных типов сопряжений
Сопряжения элементов деревянных конструкций автоматически должны обеспечивать начальную плотность соединения.
Разрушение их должно определяться не скалыванием, а смятием; эти два основных положения определяют развитие сопряжений в новых деревянных конструкциях.
1 Врубки
Переход от жестких биссектрисных щековых и лобовых кроме трехлобовых врубок к более податливым ортогональным оправдан стремлением увеличить пологость кривой диаграммы D3, увеличить равномерность распределения скалывающих напряжений и тар самым уменьшить опасность скалывания врубки по частям 1
Начальная плотность сопряжений на врубках должна быть обеспечена индустриальной заготовкой с точным шаблонированием элементов и с применением правильно высушенного леса.
Деревянные конструкции на врубках трудоемки, требуют внимательного отбора материала и квалифицированного исполнения; в них трудно приложим принцип дробности. В дальнейшем применение деревянных конструкций на врубках, повидимому, будет ограничено сборно-разборными и безметальными, нержавеющими деревянными конструкциями.
2 Сопряжения на деревянных шпонках
Значительно легче индустриализируются сопряжения на специальных крепях, работающих на сжатие шпонки и на изгиб нагели.
1 Подробнее см. Врубки стр. 53 и след.
ВЫБОР И КОНСТРУИРОВАНИЕ СОПРЯЖЕНИЙ ЭЛЕМЕНТОВ
51
В развитии безметальных шпоночных сопряжений внутреннее противоречие между требования' ми мощности сопряжения и податливости его, необходимой в многорядовых сопряжениях, нашло свое разрешение в пластинчатых нагелях благодаря применению нового индустриального метода прорезывания призматических гнезд цепнодолОежным станком.
В старой поперечной шпонке фиг. 2, а плотник-кустарь ценил податливость в поперечном смятии дерева и возможность путем подклинивания обеспечить плотное заполнение гнезда даже при неточном его изготовлении.
В противопоставлении этой маломощной, но плотной и податливой поперечной шпонки, мощной, но крайне жесткой продольной шпонке фиг. 2, б не учтены основные требования, обу-
Фиг. 2
словливающие надежность работы сопряжений деревянных конструкций: даже улучшенная смягченная форма фиг. 2, в косой продольной шпонки не избавляет сопряжение от начальной неплотности и не обеспечивает ему податливости, необходимой для совместной работы ряда шпонок. Надежность многорядовых сопряжений на продольных шпонках, на деле оказалась недостаточной.
Пластинчатые нагели полностью сохраняют податливость поперечных шпонок, обладая в то же время большей мощностью, поскольку разрушение пластинчатых нагелей определяется не скалыванием поперек волокон, а смятием и изгибом фиг. 2, г. Начальная плотность сопряжения на нагелях, автоматически обеспечиваемая работой цепнодолбежного станка, может быть еще более увеличена за счет поперечного разбухания предварительно подсушенных до 2 3 влажности пластинчатых нагелей.
Если при этом учесть, что пластинчатый нагель обладает двухсторонним действием, что он, как и все нагели, не дает распора и следовательно может быть отнесен к безметальным сопряжениям, следует признать, что после изобретения пластинчатых нагелей применение продольных призматических деревянных шпонок вообще стало неце лесоо бразным.
8 Сопряжения на металлических шпонках
Несколько сложнее оказалась индустриализация металлических узловых шпоночных соединений, связанная с изготовлением специальных агрегатов и приспособлений.
Гладкая кольцевая шпонка Тухшерера, несмотря на весьма рациональную для центральных узловых сопряжений кольцевую форму, дискредитировала себя вследствие чрезмерной жесткости получаемых сопряжений.
Неудачное неплотное осуществление сопряжений на кольцевых шпонках кустарными методами и применение сырого леса низкого качества выявили свойственные им коренные недостатки и определили катастрофически низкую надежность кустарных деревянных конструкций на гладких кольцевых шпонках. Благополучное существование в эксплоатации ряда советских
и заграничных деревянных конструкций на этих шпонках не может служить показателем достаточной надежности их. На фиг. 3 показано хрупкое внезапное разрушение от скалывания и частичного разрыва растянутого стыка на кольцевых шпонках в однорядовом сопряжении при хорошем качестве работы и применении подсушенных лесоматериалов.
Зубчато-кольцевая шпонка автоматически обеспечивает начальную плотность соединения.
Разрушение сопряжений на зубчато-кольцевых шпонках характеризуется смятием гнев да при значительных деформациях даже в растянутых стыках.
После перехода к массовому производству зубчато-кольцевых шпонок и необходимых для них обжимных приспособлений применение гладкой кольцевой шпонки, и то лишь в улучшенном виде ромбическая шпонка, может быть допущено только в сборно-разборных конструкциях.
Фиг. 3
Зубчато-кольцевая шпонка является характерным примером приложения принципа дробности к решению самой крепи. Равномерно распределенное по всему кольцу дробное и точечное приложение усилий обусловливает значительное увеличение поверхности и фронта скалывания, исключающее хрупкое разрушение сопряжения от скалывания.
Кроме того дробное приложение усилий в сопряжениях поперек волокон вовлекает в работу существенно уширенный фронт сопротивления смятию Ь' Ъ, фиг. 4.
Г.ЫС
I II I I I I I
шт
1- -1
£■£ kJ i
Фиг. 4
Этим вовлечением в работу большого количества волокон определяется увеличенное расчетное сопротивление поперек волокон зубчатокольцевой шпонки, в 2х2 3 раза превышающее соответственное расчетное сопротивление гладкой кольцевой шпонки того же диаметра.
4 Нагельные сопряжения
Не менее эффективно приложение принципа дробности в нагельных сопряжениях.
В сопротивлении скалыванию решающее значение имеет не столько длина скалываемой по-
52
Г. Г. КАРЛСЕН
верхности, сколько ширина ее, т. е. фронт приложения скалывающих усилий.
При уменьшении диаметра нагеля с сохранением того же фронта скалывания существенно снижается напряженность сопротивления скалыванию и вместе с тем увеличивается гибкость нагеля, т. е. податливость всего сопряжения в целом.
При жестких нагелях больших диаметров разрушение растянутого стыкового нагельного сопряжения всегда определяется внезапным его скалыванием. В этом отношении нагель из высокосортной стали не имеет никаких преимуществ перед простым дубовым или березовым нагелем; наоборот, обмятие дуба поперек волокон и поперечный изгиб его увеличивают податливость сопряжения и тем самым способствуют лучшему распределению нагрузки между отдельными нагелями.
Чем меньше диаметр нагелей, тем меньше опасность скалывания нагельного сопряжения.
Гвозди диаметром не выше 6 мм обеспечивают максимальную надежность соединения, мало зависящую от наличия случайных дефектов, сучКов, косослоя и трещин в сопрягаемых Частях.
Дробное приложение усилий обеспечивает значительную мощность работы гвоздевого сопряжения и поперек волокон; как и зубчато-кольцевая шпонка, гвоздь поперек волокон работает не слабее, чем вдоль волокон.
Начальная плотность гвоздевых сопряжений обеспечивается забивкой гвоздей в сплоченные пакеты без предварительной прорезки или сверления гнезд.
Большое значение в работе Гвоздевых сопряжений имеют также плотное защемление гвоздя в гнезде и достаточное сопротивление его выдергивающим усилиям; эта связывающая роль Гвоздевых сопряжений и исключительная быстрота и простота гвоздевых работ определяют основные преимущества гвоздевых сопряжений перед нагельными.
Большемерные гвозди крестового сечения сохраняют все эти преимущества при условии применения скоростного огнестрельного метода их забивки или специальных ваточек острия.
С обеспечением массового производства гвоздевых патронов и гвоздеметов можно будет заменить гвоздями крестового сечения болтовые нагели не только в мостах и сводах-оболочках больших пролетов, но и в стропильных фермах и арках средних пролетов; однако в строительстве ближайших лет тонкие болтовые нагели еще будут иметь широкое применение.
5 Прочие виды сопряжений
Значительно уже использование в деревянных конструкциях крепей, работающих на сдвиг клей и на растяжение стяжные болты, скобы и другие крепи преимущественно монтажного значения.
Ограниченность применения в нашем строительстве клея определяется главным образом трудностями технологического порядка: недостатком пиломатериалов, прошедших камерную сушку, недостатком в производстве водоупорных клеев, в прессовом оборудовании и опытных кадров столяров. Однако даже в Германии, несмотря на высокую степень механизации производства деревянных конструкций, клееные конструкции смогли получить лишь ограниченное применение, главным образом вследствие чрезмерной жесткости клеевых сопряжений.
Отсутствие податливости в клееном шве обусловливает при усушке дерева образование трещин в толстых пакетах иногда даже при продольном сплачивании досок. Вследствие существенного различия коэфициентов продольной и поперечной усушки дерева, выявляющегося при пересечении элементов под углом, обычные узловые сопряжения на клею вообще невозможны.
Только в клееной фанере усушка и разбухание тонких шпонов уже не в состоянии разорвать клееного шва.
Таблица
Основные виды сопряжений элементов деревянных конструкций
Схема
Наименование
Спец. рабочие крепи
Распор и связи
Фиг. 5
т -ЗИ '1. в
.-V f
т
Фиг. б
Сопряжения
на
врубках
Специальных рабочих крепей нет как правило, знакопостоянная работа
Распора нет. Связь только за счет трения в торцах, нужны монтажные болты
Сопряжения на растянутых крепях
Крепи есть и работают на растяжение знакопостоянно
Распор есть отрицательный обжатие, обеспечивает надежную связь
Фиг. 7
Сопряжения на шпонках
Крепи есть и работают на сжатие знакопостоянно
Распор есть положительный; связующие болты обязательны
r'in4
1 1
п ii
j
,
Г-1-7 ' 1
а it
ii
и
Фиг. 8
11
tT
Сопряжения на нагелях
Крепи есть и работают на изгиб внакопеременно
Распора нет, нужны только монтажные связи бодты
Фиг. 9
Сопряжения на клею
Крепц есть и работают на сдвиг знакопеременно
Распора нет, связь создается самой работой клееного шва
ВРУБКИ
53
В фанерных гвоздевых и клееных, сборных деревянных конструкциях и в гнутых элементах сборных деревянных конструкций из тонких досок и брусочков водоупорные клеи с переходом на заводское производство деревянных конструкций смогут найти оптимальные формы строительного применения.
3. Выводы
В результате завершения индустриализации производства деревянных конструкций существовавшее до сих пор бессмысленное многообразие типов сопряжений будет заменено небольшим количеством стандартных сопряжений, ив которых основными оптимальными будут:
А безметальные: 1 узловые врубки, 2 цилиндрические и пластинчатые деревянные нагели,
3 клей;
Б металлические: 4 зубчато-кольцевые шпонки, 5 гвозди проволочные и крестовидного сечения, 6 стяжные болты и 7 когтевые шайбы.
Все виды сопряжений элементов деревянных конструкций могут быть систематизированы по основной работе сопрягающих крепей, либо вовсе отсутствующих во врубках либо работающих на растяжение, сжатие тпппнки, изгиб нагели или на сдвиг клей.
На фиг. 5, 6. 7, 8 и 9 см таблицу показаны первичные схемы основных типов сопряжений элементов деревянных конструкций, из которых, логически развиваясь, сформировались новые современные формы сопряжения элементов.
Иною. М. Д. АННЕНКОВ
П. ВРУБКИ
1. Общие указания для проектирования и расчета врубок
Врубкой называется сопряжение элементов деревянных конструкций, передающее усилия от одного элемента другому непосредственно через плоскости смятия и скалывания, без вспомогательных рабочих частей.
Ниже рассматриваются только современные врубки, применяемые в инженерных конструкциях; устаревшие плотничные врубки, находящие еще применение в жилищном строительстве, не приводятся.
При проектировании врубок надлежит руководствоваться следующими указаниями ТУ и Н.
64. При проектировании сопряжений на врубках следует по возможности применять врубки, в которых рабочие поверхности смятия получаются сквозным пропилом; применение врубок, требующих долбежной работы, не рекомендуется.
65. Врубки, как правило, должны быть просты в исполнении, иметь по возможности ясную схему распределения усилий по рабочим поверхностям и доступны для осмотра при эксплоатации конструкции. Глухих гнезд и врубок, задерживающих воду, следует избегать.
66. В сжатых стыках или пологих сопряжениях передача усилий должна по возможности происходить непосредственно торец в торец бее промежуточных деревянных подушек или элементов с поперечным направлением волокон.
67. В случае передачи усилий в одной и той же врубке одновременно непосредственно рабочему элементу и двухстепенно через вкладыши или накладки в работе врубки следует учитывать сопротивление смятию вкладышей с коэфициентом 0,50 0,80 в зависимости от плотности и жесткости присоединения их, а также в зависимости от большей или меньшей опасности перенапряжения основных рабочих элементов скалывание г.
68. Ввиду трудности в производстве работ избежать наличия в местах, ослабленных врубками, сучков, трещин, косослоя и других пороков, а также ввиду наибольшей опасности загнивания древесины в надрезанных местах, ослабление элемента конструкции врубками во всяком случае не должно превышать:
при симметричной врубке 0,60
односторонней 0,50
от цельной площади сечения.
69. В многорядовых сопряжениях и в статически неопределимых системах следует проектировать площади скалывания, исходя из уменьшенного на 20 допускаемого напряжения.
Основные усилия, учитываемые при расчете врубок, определяются следующим образом.
Сминающее усилие определяется как результат графического разложения действующего сжимающего усилия по направлениям, перпендикулярным плоскостям смятия.
Допускаемое напряжение смятия определяется в зависимости от угла а между действующим усилием и направлением волокон 2. Кроме того вводятся поправочные коэфициенты к, зависящие от влажности, класса сооружения и марки леса.
Скалывающее усилие определяется с учетом трения ктр 0,3 только в том случае, если обеспечена работа стяжного болта независимо от начального его натяжения см. ТУ и Н, 6 и 7.
Необходимая по расчету длина плоскости скалывания должна быть не более семикратной глубины врубки.
Если эта длина получается по расчету менее четырехкратной глубины врубки, то ее следует назначать все же не менее четырехкратной глубины врубки.
Расчет ослабленных врубкой элементов на сжатие или растяжение должен производиться с учетом ослабления сечения, причем следует также учитывать возможность появления в ослабленном сечении изгибающих моментов от внецентренно действующих сил.
2. Расчет и конструирование узловых сопряжений на врубках
Расчет врубок в основном сводится к определению расчетных усилий, действующих на отдельные плоскости смятия и скалывания, и поверке напряжений по этим плоскостям. Во все:: случаях практики сминающие и скалывающие усилия могут быть определены графическим разложением усилий, действующих в сопрягаемых элементах конструкции. Соответствующие силовые многоугольники приведены при рассмотрении отдельных врубок. Графический расчет дает простое, быстрое и достаточно точное для практических целей решение. Для полноты параллельно приводятся формулы аналитического расчета врубок, существенно облегчаемого применением специальных графиков.
1 Рекомендовать такое сопряжение нельзя.
См. Смятие, стр. 46 и след.
М. Д. АННЕНКОВ
Для угловых сопряжений элементов инженер-. нш конструкций наиболее часто применяются врубки: лобовые, щековые, трех лобовые и ножничные.
1 Лобовые врубки с одиночным зубом
Основным типом лобовой врубки с одиночным зубом является биссектрисная врубка фиг. 1,
шт
X
Ъдболко
Фиг. 1. Неправильная форма лобовой врубки
в которой плоскость смятия ас направлена по биссектрисе угла у, а плоскость смятия cd параллельно оси растянутого элемента. При таком расположении плоскостей смятия усилие в подкосе может быть разложено на две состав-
вить подбалку, прикрепляемую к поясу гвоздями или шурупами. Подбалка кроме того позволяет легко фиксировать положение опорной подушки и создает упор для шайбы стяжного болта.
Постановка стяжного болта обязательна, но работа его по ТУ и Н при расчете не учитывается.
Стяжной болт вступает в работу при аварии уела вследствие скалывания опорной призмы и предупреждает мгновенное разрушение всей конструкции.
Диаметр стяжного болта назначается по конструктивным соображениям в пределах от 12 до 19 мм в зависимости от размеров сопрягаемы элементов.
При расчете лобовой врубки основные допускаемые напряжения на скалывание и смятие принимаются равными для сосны: на смятие:
Кво80
OJ1 90 25
на скалывание:
г 12 кгсм‘.
Расчет лобовой врубки заключается в определении необходимой глубины врезки h' и длины скалываемой части lt фиг. 2.
_ L _
а
ляющие
Nc'
и N.
являющиеся расчетными
для плоскостей ас и cd. При расчете на смятие силами трения пренебрегают. Однако исследования показали, что усилие Nc'_обычно погашается силой трения в плоскости ас и что фактически
плоскость ас воспринимает полное усилие N Ввиду того что коэфициент трения при покое дерева по дереву в среднем доходит до ктр 0,65 соответствует углу трения атр 33_ то, очевидно, при ах а;
тр
33 площадка ас целиком воспринимает все усилие 2V_, площадка cd не работает и корытообразное гнездо acde фиг. 1 поэтому неконструктивно. Направлять плоскость ас по биссектрисе также не имеет смысла, так как это отнюдь не улучшает условий смятия. Единственной конструктивно оправданной лобовой врубкой следует поэтому признать ортогональную к подкосу фиг. 2.
Глубина врезки Ь.' не должна превышать 0,40 h для элементов круглого сечения или из брусьев и 0,30 h для элементов из досок на ребро.1
Для устранения дополнительных изгибающих моментов в подкосе рекомендуется плоскость смятия ас направлять по оси подкоса.
Во избежание же дополнительных моментов в ослабленном сечении растянутого пояса центрировать врубку по центру тяжести этого сечения.
Ввиду возможности появления в растянутом поясе неучтенных моментов рекомендуется ста-
1 Применение лобовой врубки для дощатых конструкций должно быть оправдано особыми соображениями, так кар другие типы врубок в этом случае более выгодны.
Фиг. 2. Рекомендуемый тип лобовой врубки
Для лобовой врубки с одиночным зубом рас четные формулы имеют вид:
FckH псу N1;
FtKinN Nt,
где N’c N-;
■Nt N'c cos N cos.
Для прямоугольного сечения фиг. 2:
1
2
Fe ас - b
h'
b; F I b.
cos p ’ t Таким образом из условия смятия плоскости ас: из ф-лы 1:
N_ cos 5
3
b kH nc
ВРУБКИ
55
ив ф-лы 2:
h
N_‘ cos Р ncр
k'.
Ь ft„ t t
Расчетная длина плоскости скалывания lt должна быть не более семикратной глубины врезки, т. е. должно быть соблюдено условие:
Ц 1. Й'7Й'.
Глубина врезки h' может быть определена непосредственно по графику фиг. 3.
Для круглого сечения фиг. 4 ур-ния 1 2 остаются в силе, но в отличие от прямо-
h’сп 191 Фиг. 3. График определения глубины врезки h‘
угольного сечения площадь смятия определяется по формуле:
1 со.
ffl’’-sin’ ;sr, Ч
f;
с 8 cos р и соответственно
Ff If b,
5
где
о площадь сегмента при глубине врезки h'
q центральный угол сектора, определяемый
по ф-ле 6: 6
Подставляя значения F'c и Fi в ф-лы 1 и 2, получим:
2V_ cos р
с г-т- : 7
If
ft Le0 ’ iV_cos p m ncp b ■ kH t bt7h‘
8
Площадь сегмента ю определяет глубину врезки h' при данном диаметре d0.
Для облегчения расчета приведены графики фиг. 5 и 6, непосредственно дающие зависимость между со, W и d0 фиг. 5 и между h', Ъ и d9 фиг. 6.
При пользовании графиками фиг. 5 и 6 расчет лобовой врубки при круглых элементах производится так:
а по ф-ле 7 определяется потребная из уеловия смятия площадь сегмента со;
б по графику фиг. 5 для определенных со и d0 находится h';
в по графику фиг. 6 для определения h' и d0 находится Ъ;
г после определения со и Ъ при заданных
пса и г находится по ф-ле 8 lt.
Пример 1. Требуется рассчитать ортогональную лобовую врубку фиг. 2.
Дано: N 6 000 кг, b 15 см, h 18 см, Р 40. Поправочный коэфициент к основному допускаемому напряжению кн 0,65.
Определение глубины врезки h' производим
по графику фиг. 3.
Параметр:
т, _ N 6 000 _ СОА
Р hHb 0,65 15 По графику фиг. 3 находим: h' 11,3 см со
ответствует ф-ле 3.
Плоскость смятия ас
ш
Фиг. 4. Лобовая врубка в элементах круглого сечения
Ввиду того что глубина врезки более 0,40 h, сечение элементов должно быть увеличено или же применена врубка с двойным зубом см. ниже.
Высота бруса, соответствующая глубине врубки h' 11,3 см, равна:
й 28,2 см.
При
заданном смятия F h'b
540 потребная площадь cos а есть величина постоянная при
всех соотношениях между Ъ и h, и следовательно h Ъ const. Это позволяет использовать найденное значение h 28,2 см для окончательного назначения размеров сечения:
h Ъ 28,2 15 423 ей8-
Принимаем сечение h Ъ 21 20 420
г; 423 ел2. Глубина врубки h' ss 0,4 h 8,5 см Длина скалываемой части:
lt
псд ,, 42 Q - ОЛ
Л 12 СМ
ICM2
56
М. Д. АННЕНКОВ
9Й
О
Р
О
к
л
Е '
I
CJ.
о а
ё н
£ г©
В.
О О Н 5 fcf
К
я а:
D
S S
О
g е
О 0
s
в
“ н
8
S 2 о н
л а
££ м ю
. о
©
а
н
СО
I
В-
оо
а
Р
о
о
И
5
н
а
W
К
о
1С
о
о
а
о
аэ
5
-с
I
Л5
V
О
-с
С
ВРУБКИ
57
принимаем:
lt 40 см.
Пример 2. Требуется рассчитать врубку при круглых элементах.
Дано: N- 6 ООО кг; кн 1; da 20 см;
М 40 42 кгсмК Иэ ф-лы 7:
N_cos 6 000-0,765 Л1П
т й5Л7-ТТ42-110“‘-
По графику фиг. 5 для а 110 смг и d0 20 см имеем:
ft' 7,7 см 0,40 d0.
По ф-ле 8:
по графику фиг. 3, в которых эа параметр сле-JV-i
дует принять -.
bfify
Для второго зуба:
Щ’ 2V_a cos 14е см. силовой многоугольник, фиг. 7, где 14 соответствует наклону шпонки относительно оси., подкоса при соотношении 1Ш 4 Аш.
F -5- Ъ Ъ;
COS ag COS 0 14Q ’
fWJJ14e
Ур-ние 1 примет вид:
COS 14 ' bf -ros 14
_ ncff _ -110.42 _ 20 l bi 19,5 12
i
где 6 19,5 сл по графику фиг. 6.
Принимаем lt 30 см x 4A'.
2 Лобовые врубки с двойным зубом
В том случае, когда расчетное усилие не может быть воспринято одиночным зубом, можно запроектировать второй зуб в виде дубовой или сосновой вставной шпонки фиг. 7.
Врубка с вставной шпонкой дает достаточно плотное сопряжение, чего нельэя сказать про лобовую врубку с двойным зубом, сделанным непосредственно у подкоса, применявшуюся в прежних деревянных конструкциях.
Зуб самого элемента делается ортогональным к оси подкоса, а вставная шпонка прямоугольной с обычным соотношением 1Ш 4 hw. Глубина врезок ft' и ft должна быть не более 0,40ft, как для лобовой врубки с одиночным вубом; желательно, чтобы ft было больше ft' от 1,0Л' до 1,5ft'.
При проектировании врубки задаются обычно соотношением ft ss 1,5ft' или передают на каждый эуб половину расчетного усилия подкоса. При этом глубина врезки вставного зуба ft получается больше ft', так как допускаемое напряжение смятия в гнезде вставной шпонки, определяемое углом а2 а, будет меньше, чем в гнезде зуба подкоса.
При расчете на скалывание следует понижать допускаемое напряжение на 20 как для многорядового сопряжения, ибо совместная параллельная работа обоих зубьев не может считаться вполне обеспеченной.
Расчет врубки с двойным зубом также производится по приведенным выше ф-лам 1 и 2.
Все входящие в расчетные формулы величины могут быть получены из чертежа и силового многоугольника фиг- 7 или аналитически.
Для первого зуба:
N_ i cos р ft' ; За
rW э
JbJ
и-
i h э
1. 1
„Подбал На
Фиг. 7. Лобовая врубка с вставной шпонкой откуда
JV а cos 14 cos -f 14
b - kH ne
4-14
и соответственно
v. _ fod14 r.
06
46
Кроме расчета врубки на смятие и скалывание необходима поверка болта, воспринимающего распор шпонки Qm. Из силового многоугольника фиг. 7 усилие на болт:
N6 Qm а sin 14-
О
bkfi Tie ft
, _ _ COS p _ neff
bkH t “ fl 4a
где JV_X усилие, приходящееся на первый вуб. Ур-ния За и 4а могут быть решены
Пример В. При выполнении лобовой врубки с одиночным зубом пример 1 оказалось необходимым увеличить размеры сечения. Требуется спроектировать эту врубку g двойным вубом.
Дано: N- 6 000 кг; кн 0,65; 0 40;
Ъ 15 см; ft 18 см.
Принимаем:
-tf-i - пг 3 000 т.
Для первого зуба параметр р для расчета по графику фиг. 3 равен:
р__70г_31О.
ЪК
15 0,65
М. Д. АННЕНКОВ
По параметру р 310 и углу 3 40 находим: Л' 5,6 с.и;
далее по ф-ле 4а:
I't , h' 5,6 30 см IV,
Для второго вуба: по фле 36:
г. 3 000 0,97 0,588 Л 15 0,65 33 533 СИ;
до ф-ле 46:
Ц'. 5,33 г 14,7 АМ.
Принимаем Л й' 5,6 сл. При конструирований соблюдаем, чтобы было не менее 4 й. Усилие, воспринимаемое болтом по ф-ле 9: Qm 3 000 0,242 726 кг.
Принимаем болт 0 12 мм.
3 Щековые врубки
а Общие замечания
Щековая врубка фиг. 8 и 9 представляет собою сопряжение дощатых элементов, в которых аыбрайы в плоскости досок треугольные гнев-
кости смятия ае. Исходя ив предпосылок, изложенных при рассмотрении лобовой врубки, нужно считать, что усилие Nc уравновешивается
трением в плоскости ае,и только в тех случаях, когда N'' более силы трения, т. е. когда угол ах больше угла трения, вступает в работу плоскость ес.
По ТУ и Н 1931 г. при расчете врубок силы трения не учитывались, вследствие этого конструктивно правильной считалась биссектрисная врубка, расчет которой производился по допускаемому напряжению пс геса -
В настоящее время испытания показали, что силы трения заметно ухудшают сопротивляемость врубок смятию; поэтому нормальной следует признать не биссектрисную врубку, а ортогональную к подкосу 1 фиг. 9, в которой усилие в подкосе N целиком воспринимается плоскостью смятия, нормальной подкосу.
Несколько пониженное напряжение на смятие оправдывается до известной степени неравномерным распределением напряжений смятия по плоскости ае, однако последние испытания указывают на возможность повышения л без ущерба эапасу прочности врубок. При расчете щековых врубок допускаются напряжения для сосны: на смятие пса_0 80 и пса_90 20
кг 1см2 и на скалывание 8 кгсм2.
Значительно меньшее, чем в лобовых врубках, допускаемое напряжение на скалывание обусловлено опасностью отдирания волокон.
Треугольная щековая врубка применяется при углах 5 от 18 до 35.
При углах Р 35 сопротивляемость смятию падает при одновременном повышении опасности отдирания волокон.
ЗПт;.У.
я I , г
IIIIIIIIIIII
шипит
и:
ii ii ji.,
■ Ji. -I ♦
Фиг. 8. Щековая врубка с произвольным направлением плоскости смятия
да е опорными площадками. По этому признаку Врубку часто называют треугольной щековой. Эта врубка применяется главным образом для опорных узлов дощатых ферм с малым углом наклона верхнего пояса ф 20.
На фиг. 8 изображена треугольная щековая врубка с произвольным направлением плос
б Расчет ортогональной щековой врубки
Общие расчетные ур-ния 1 и 2 остаются в силе и для треугольной щековой врубки:
Fc-kMncyW N-;
Ft Nt N N- cosjS.
Обычно ширина площадки смятия глубина врезки в каждую доску назначается одинаковой:
Ъс bg пу
где Ъс общая ширина площадок смятия; п число площадок смятия; b'c ширина площадки смятия в каждой доске.
При этом на каждую площадку смятия приходится равная часть усилия N.
Необходимая общая ширина площадок смятия должна быть равна:
N_
hokH пср
9
1 В дальнейшем ортогональная к подкосу треугольная щековая врубка именуется для краткости ортогональная треугольная врубка.
ВРУБКИ
59
Расчетная длина плоскости скалывания должна быть не более семикратной глубины врезки. Рекомендуется принимать lt 7Ь'е даже в тех случаях, когда по расчету требуется значительно меньшая длина.
Исходя из этого, при
Ц 1Ъ'с1
площадь скалывания
Ft h К cos р п lbchо cosjff,
Фиг. 9. Щековая врубка, ортогональная к подносу. Расчетные формулы: а из условия смятия ф-ла 9; б из условия скалывания ф-ла 10
где в запас прочности за ширину площадки скалывания принята не вся ширина доски, а только
ее часть, соответствующая площадке смятия ае.
Сопротивление врубки скалыванию определяется по ф-ле 2:
Nt N- cos р Ft кн 7beh0 cos p г k„, откуда общая ширина площадок:
Ьс lha hH 10
Пример 4. Требуется рассчитать треугольную ортогональную врубку опорного уела фиг. 9.
Дано: N 10 ООО кг; р 30ь, поправочный коэфициент на влажность кн 90.
Из условия Смятия по ф-ле 9:
т. т. N- юооо 0,0 „
0 с Шркн 46. 0,9 242 СМ '
Ив условия скалывания по ф-ле 10 при lt 1Ъ'С семикратная глубина врезки:
h ъ _ -0 000 _ 199
пе 7 t к 7. 8 0,9 Т 1УУ см
Принимаем: h0 20см, Ъс 12см, или b 6см, тогда с
h0be 20 12 240 смг,
что примерно равно необходимой площади 242 см2, определенной иэ условия смятия.
в Треугольная врубка для сопряжения растянутых элементов фиг. 10
Эта врубка часто применяется для узлов кольцевой замкнутой конструкции, причем обычно А й, а плоскость смятия се направлена
Треугольная врубка для сопряжения растянутых
элементов
Фиг. 10. Расчетные формулы: а из условия смятия ф-ла 11; б из условия скалывания ф-ла 12
по биссектрисе угла у. Если узловая нагрузка А фиг. 10 передается на узел через элементы, примыкающие к обоим растянутым стержням,
то усилие N'c, перпендикулярное к се, воспринимается непосредственно плоскостью смятия се бее участия сил трения, а плоскости ас и cd усилий не воспринимают, что должно быть учтено при конструировании врубки узла. Эта врубка рассчитывается как обычная биссектрисная. Расчетные уравнения имеют вид:
Fo Дх К Ncl FtifkHNt.
При h п0 и Gtj а' а имеем:
Fc h cos abc h cos be;
N'c Nt cosa iVcos у
NtN.
60
М. Д. АННЕНКОВ
Ив условия смятия: Ье
N.
11
При lt 7Ь'с 7 имеем:
Ft lth п 7 h ■ п 76Л,
где lth площадь скалывания, соответствующая каждой площадке смятия одной доски;
п число плоскостей скалывания, равное числу площадок смятия.
Ур-ние 2 принимает вид:
7behtkHNt Nt
отсюда иэ условия скалывания:
Ье
12
7ft t
Ив двух значений общей ширины Ъе, полученных по ф-лам 11 и 12, расчетным является большее.
Пример 6. Требуется рассчитать треугольную врубку при растянутых элементах фиг. 10.
Дано: N 12 ООО кг кн 1, 3 45.
Ширина элементов одинакова, т. е. h h0.
Врубка биссектрисная:
аг а' а 2230'.
Иэ условия смятия по ф-ле 11:
Ив условия скалывания по ф-ле 12:
hbc
12 000
224 см2.
7 i 7.81
Принимаем: h 22 см и Ъе 10 см, или соответственно для элемента из двух досок А 22 см и Ье 5 см.
В зависимости от конструктивных особенностей сооружения врубка должна быть стянута стяжным болтом или же скреплена двумятремя гвоздями.
4 Трехплоскостные врубки а Общие замечания
Трехплоскостные врубки также относятся к щековым врубкам, но отличаются от треугольных щековых наличием специальной опорной подушки, уравновешивающей двумя плоскостями составляющие усилий в подкосе и поясе или в двух других примыкающих элементах и надежно фиксирующей положение опорной реакции фермы. Кроме наличия опорной подушки для трехплоскостной врубки характерны:
а отсутствие смятия поперек волокон;
б значительно меньшее отдирание волокон скалываемых поверхностей.
Недостатком этой врубки является необходимость особенно тщательного изготовления ее.
Трехплоскостная врубка с произвольно направленными плоскостями смятия в практике употребляется сравнительно редко и приведена как пример решения задачи в общем виде. Обычно применяются трехбиссектрисные врубки, у которых все три плоскости смятия направлены по биссектрисе, и двухбиссектрисные врубки фиг. 22, у которых направлены по биссектрисе только две плоскости смятия.
б Расчет трехплоскостных врубок
При расчете трехплоскостных врубок делается ряд допущений.
Прежде всего предполагается, что по всем трем плоскостям смятия осуществляется одновременное соприкосновение всех шести поверхностей элементов узла.
Далее считается, что по каждой иэ трех плоскостей смятия, напряжения распределяются равномерно и что следовательно равнодействующие напряжений смятия приложены в серединах каждого из участков смятия. Направление этих равнодействующих принимается нор-мальным к' площадкам смятия.
Перечисленные допущения, весьма облегчающие расчет трехплоскостных врубок, являются общепринятыми. Однако необходимо отметить, что эти допущения не вполне обоснованы и несовместимы с принципом центрирования усилий в элементах фермы.
При произвольном направлении плоскостей смятия расчетные уравнения имеют вид фиг. 11:
FcneY КЩ;
Fl'ncY-KN'e’;
F'c''lner'’KNr;
■
где F’c, F”, F'c” площади смятия;
Ff площадь скалывания; КУ.КГМЛГ основные допускаемые напряжения на смятие соответствующих площадок;
г основное допускаемое напряжение на скалывание; кн поправочный коэфициент к основному допускаемому напряжению на влажность, класс сооружения и т. п.
Из силового многоугольника фиг. 11 имеем:
iV_
Ne sin а2;
13
Щ' М
sin у, N_
Sin уi А
sin а'
sin а
sm vi
Nt N с cos ах Nc' кроме того:
14
15
ИЛИ a't
Cne nc2 или aJ
ИЛИ af
допускаемое напряжение определяется бблыпим из двух углов, указанных в индексе.
Определив по ф-лам 14 и 15 расчетные усилия и допускаемые напряжения, определяют потребные площади смятия и скалывания по ф-ле 13.
в Трехбиссектрисные врубки с тремя равнопрочными плоскостями смятия Для трехбиссектрисной врубки с произвольными углами yi и у2 расчетные ур-ния 13, 14 и 15 принимают вид:
Fс Ы ctj кн Nс
F'c'lnc-a2 kHNc
Frnc-a8.kHNr; Ftf kM'-Nt.
fl6
ВРУБКИ
61
Из силового многоугольника фиг. 42 и соотношения между углами ух, у2, у8 следует:
f, Vi 180 Р;
С2 а 90 - -£ £- ;уа аа а' Ц; 5 Уз 180 Л в ЗЪJb _ 180 - 90f;
У1 180 - f 90 4 ;
N- Sin Vx sin 180 P __
sin v, sin 180 Pi
ДТ Sin p.
sin Pi ’
„ iV sin V, Д7 Sin S ft.
A sin r. sin 180 ft
Л7 sin p Pi
' sin ft.
17
с90-р-аг
Yo'l80yrff2-p
YisPff3r2
uk
■ Ярдйкяв каШодка
Чг- 1 : 1 2 N
3 9
m
Средняв-проклабксг-
Плоскость калы Ьания
т
Крайняя накладка
Лоска нимнего ■ пояса
Плоскость скалыЬания
V
у Средняя прокладке
Фиг. п. Трехплоскостная щековая врубка с произвольными углами
Подставляя эти значения в ур-ния 14, получим:
V
COS £ cos
- Л
Rin ЛЛО Л
sm cos
тт_
iV_.
2V iV_ N'e” iV_
Vi
C0S2
sin
sin -5.
iV_ 7- N -k
cos
sin Vi cos
Vi
sin v, sm
JV_-
sin jS cos
4
о
sin Pi cos
N- k;
Nt NN- iV-.siDg sin Vs sm Pi
iV_. A.
181
Фиг. 12. Трехбиссектрисная щековая врубка при элементах равной ширины
Далее:
К' Ыа1;
КГ Ыаг КГ „,
Наконец иэ выражения 16 имеем
2 N, COS ах
1
ь;
Ьс
ьг
Л nceift ’
2N'c' COS а,
Л 22V' COS а,
Л ncafe ’
nca-bc
20
t m m
где m число плоскостей скалывания;
62
М. Д. АННЕНКОВ
Ъс необходимая суммарная ширина площадок смятия;
ОД, основное допускаемое напряжение на смятие при определении lt для яД, нужно брать бблыпую из величин пса1 И WaJ-
Расчет врубок производится по ф-лам 16, 18 и 19 или же с помощью графиков фиг. 14 и 15 см. примеры.
ную врубку по фиг. 16 можно рекомендовать взамен треугольной шековой фиг. 9, которая нерациональна из-за смятия под бдлыним углом _малое допускаемое напряжение на смятие и большая опасность отдирания волокон.
При одинаковой ширине сминаемых площадок допускаемое напряжение обычно полностью используется только по одной ив них в частном
Н'или о
0,25
р
90
lb
П
N
t
75
-iC
f
A
r 4
f
4
£
о
6
У
л
o -
60
к
С
3 А
V
ч
45
N
А
А
л.
f
у 4
Г
30
К
О
L.
я
V
N
я
✓
V
15
4
f
Ф
г
.7
0,50
0,75
100
Фиг. 13. Трехбиссектриснаящековая врубка при
ho h
На фиг. 12 представлена врубка при элементах равной ширины, т. е. при h0 h. Такое соотношение наиболее распространено
w хл£
р 11 к Фиг. 14. График для определения усилий смятия Ne' и Nc трехбиссектрисной врубки обозначения см. фиг. 12 и ф-лу 18
случае при 5 45 полностью используется напряжение по площадкам оа и ое.
В обычных трехбиссектрисных врубках фиг.
75
60
45
30
15
ч
4
4.
V
N
V
i
N
4
l
Гч
V
s
V
г
“V
i
A
1
■
V
4j
i
i
f
4
1
'
1
J
У
f
4.
У
4
. л
Г
У
f ■
t
4
f
f
t
X
p
4Г
■ £
У
f
Н или о
025
0.50
0,75
1,00
1,25
Фиг. 15. График для определения усилий смятия Nc' и скалывающего Nt для трехбиссектрисной врубки обозначения см. фиг. 12 и ф-лу 18
в решетчатых конструкциях, так как однообразие сортамента значительно упрощает конструирование ферм и производство работ.
При h h-i и h0 h фиг. 13 схема врубки и силовой многоугольник не изменяются и ур-ния 18 и 19 остаются в силе. Для опорного узла обычно назначают h h0 hx при уз 90 фиг. 16. При угле 0 35 трехбиссектрис-
12, 13 и 16 напряжения смятия по каждой площадке зависят от величины сминающего усилия iV, N” или N”c' и ширины площадки
Ъ , Ъс или Ъ с. По допускаемому напряжению на смятие для каждой площадки и усилиям Nc Nc, Nc могут быть определены необ-
ВРУБКИ
6
ходимые размеры площадок Ъ'с, Ь” и Ъ' см. ф-лу 20. Очевидно в общем случае Ь'с ф Ь ф
Фиг. 16. Характерное решение опорного узла дощатых решетчатых конструкций на трехбиссектрйсной врубке при Д от
40 до 50
недонапряшение двух других. Например для опорного узла фиг. 16 при 45 ширина всех площадок смятия определяется по ф-ле 20 шириной Ъ, наиболее напряженной из них, остальные же площадки будут недонапряжены.
При 5 45 одинаково напряженными окажутся площадки Ь и Ъс, а площадка Ъеокажется недонапряженной.
Во всех рассмотренных случаях точка О пересечения плоскостей смятия совпадает с геометрическим центром уела. Однако можно определить такое положение центра плоскостей смятия 01г при котором в каждой из них будут возникать напряжения, равные допускаемым фиг. 17.
Решая задачу в общем виде фиг. 17 по ф-лам 16, будем иметь:
F’c KLi h ™
К 1Дх2 К ое_
F'o'lnl az кн
ЬсЫа1К К
_КЛ 1 16а
0С-Ьспсазкм Щ,
ширина площадок
где Ъс. суммарная смятия.
Решая эти уравнения относительно Ье и
заменяя N'c, N” и N'c' ф-ле 18, получим:
N_ ft' N_ ft
их значением по
N_ ft'
оа nclai ое
t
а2
ОС пс
а3
НО
XI
оа
Х2
ое
COS aj. ’ COS 02
Таким образом:
1 2 nciz
h X
И ос -.
COS аз
h xi nc
“8
ft' COS ai
Отсюда:
ft COS 12
ft' COS аз
X,
nca COS a3 hrrr
21'
nca3 COS ai ft'
1
x2 хг
clai cos a2
K'
ft'
ca2 COS ax
Определение хг и x2 может быть сделано по графикам фиг. 18 и 19.
Из фиг. 17 следует, что равнопрочная трехбиссектрисная врубка может быть осуществлена при й0 хг xz. На фиг. 20 представлена врубка опорного узла при h0 хг хг.
Ширина врезки определяется из условия, смятия любой из трех плоскостей по ф-лам 16а., т. е.
F’c
А
V
1
Vil 5
s
АС
1
II
1Дх8 К оа
Ъс Ci
отсюда
N'c COS ax
kr COS ai
. 22V
oancaikH xincaihH xi ncai Величина Nc N- к' определяется по ф-ле 18.
Фиг. 17.
Трехплоскостная врубка с плоскостями смятия
равнопрочными
с, однако ив конструктивных соображений ширина Ъе для всех трех площадок принимается равной. Поэтому, производя расчет по наиболее напряженной площадке, получают
,г Трехплоскостные врубки с металлическими тяжами
Трехплоскостные врубки весьма рациональны для промежуточных узлов ферм с металлическими растянутыми элементами железо-деревянные фермы. На фиг. 21 и 22 представлены
М. Д. АННЕНКОВ
две схемы таких узлов. На фиг. 21 показан промежуточный узел в виде трехбиссектрйсной врубки, возможной лишь при отсутствии.внешней нагрузки, передающейся через пояс
ные доски.
Можно рекомендовать графическое решение задачи путем построения силового многоугольника и самой врубки, откуда по масштабу могут быть определены все необходимые расчетные величины для ур-ний 16.
Расчет таких врубок на смятие производится так же, как и обычных трехплоскостных врубок, т. е. по ф-лам 18, 19 и 20.
Р
90
75
-so
45
3D
15
20
-
.
.Jt
-чч
й
Г-
у
-Г-
i
X'
-А,
7-
-
1 ц
1 -
-Д
1
-у У
А
у
й;
:■
0,1 Q.2 0,3 Ql 0,5 0,6 0.8 0,9 1,0 У 1,2 Л
д Примеры расчета трехбиссектрисных врубок
Пример 6. Требуется рассчитать по графику фиг. 14 и 15 трехбиссектрисную врубку опорного уела по фиг. 11.
Фиг. 19. График для определения т, трехбиссектрисной врубки с тремя равнопрочными плоскостями смятия см. ф-лу 21
На фиг. 22 представлен узел фермы с внешней нагрузкой на поясе. Усилия А, iV и R iR равнодействующая усилия в поясе Nnи внешней нагрузки Р уравновешиваются усилиями смятия.
Нормальной схемой такого узла является двухбиссектрисная. Можно рекомендовать биссектрисность плоскостей ос и оа, тогда ах а' и а3 а'. Пересечение усилий смятия N и Nc' определяет направление и величину усилия Ne При этом а2 ф а, т. е. ■биссектрисность третьей плоскости смятия ое не имеет места.
Аналитический вывод формул для N, Nc и N и значений углов а, аг и р в этом случае довольно громоздок и пользование им неудобно.
Р
3
в
J3
Фиг. 20. Характерное решение опорного узла дощатых решетчатых конструкций на трехбиссектрисной врубке при р от 30 до 40. Положение центра плоскостей смятия определяется равнопрочностью трех плоскостей
смятия
Дано:
h h0 hi 20 см.
030; Sj 90; кн 0,9; N- 10 000 кг.
ВРУБЩ
6S
По ф-лам 17:
1. Qj 15; 2 30; ctj 45; р Ь fit 120.
2. По графикам фиг. 14 и 15 или по ф-ле 18:
Щ 0,71 iV_ 7 100 кг N 0,37iV_ 3 700
N'e 0,26iV_ 2 600 iV, 0,865iL. 8 650
3. По графику стр. 48 допускаемые напряжения под углом:
Ыа1 65 щ'см2; псаа 45 кг см2;
Каз 32 KzjcM2.
Фиг. 21. Трехплоскостная врубка с металлически1 тяжем при отсутствии внешней нагрузки на поясе.
По ф-лам 20:
27100
К-
20 65 0,90 2 3 700 0,866 20 45 0,90 2 - 2 600 0,707
0,966. п
- 11,7 см;
7,9 см;
1 л л DUU e и и л f
Ь‘ иТ 32-0,90- 6.
Принимаем большее значение: Ъс Ь'е 12 см, что соответствует доскам толщиной 6 см т. е. Ь0 6 см и Ь 6 см. Длина скалываемой части врубки по ф-ле 20:
1,
ЩС1
“г
£
171
65
12 - 4
11,7 4а - 16 СМ,
что удовлетворяет условию:
где то число плоскостей скалывания и соответственно число врезок.
С достаточной для практики точностью размер lt можно измерять от точки а. Для большей безопасности в данном случае рекомендуется принять:
Ь 7
Ье_
т
п 12 ол „
7 -у 21 см.
4
Пример 7. Требуется рассчитать верхний узел фермы фиг. 21. Дано: N- 10000 кг; В 80; Рг 60; кн 0,90.
1. По ф-лам 17;
i -у 40; аа 90- 4 20;
о -1 30.
2. По графикам фиг. 14 и 15:
Nl k' iV_ 0,40 10 000 4 000 кг N’c' k N 0,74 10 000 7 400 N'” k,.N- 0,50 10 000 5 000 Nt Nf kt JV_ 0,74 10 000 7 400
3. По графику на стр. 48:
£лДц 35 кгсм2; псг 59 кгсмг;
Лаз 45 Кг1см-
Фиг. 22. Характерное решение промежуточного узла двухбиссектрисной врубки при наличии внешнед нагрузки на поясе при биссектрисных плоскостях ос и саз
аз а
Р_ 2
Pi
I а'
угол а определяется из
ctg а
sin л -у
sm sm r
где 9 определяется из tg
sin Д1
Н5г-й
66
М. Д. АННЕНКОВ
4. По ф-ле 20 определяем площадь сечения Из ф-лы 21 или по графикам 18 и 19:
элементов, удовлетворяющих условию смятия
врубки: xi 0,50д;
т 2 4 ООО 0,766 ЛГкг й - Mh
Ь 35Т о90 194 - ’81А
hh hJ 400j_0,342 _ qE. Из ф-лы 22:
59 0,90 w „
г,_ 2. 5000 - 0,866 4 Ь ftC08a1_ 4 950 - 0,793
® Л 45 - 0,90 lcai ft '50Л 375 72 ’
Г
см
М
1
NH'N-
NcH Л'. NcH' V. NfHfN-
Сечение должно бьпъ принято равным или больше 214 см2. Принимаем be b0 Ь1 12 см;
ь 214 -.о
Л 48 сл.
5. Сечение металлического тяжа: w- 7 400
h J
Фиг. 23. Коньковый увел фермы откуда
4 950 0,793 _
292 см.
JP т J нетто - . Пж
1 100
6,72 см2.
Пример 8. Требуется рассчитать коньковый узел фермы фиг. 23, спроектированный в виде трехбиссектрисной врубки, из условия равнопрочности трех плоскостей смятия см. общий чертеж равнопрочной врубки фиг. 20.
Дано: iT_ 15000 кг; 0 75; 75;
кн 0,72; h0 Л.
По ф-ле17:
3730'; аа 90 - 15;
аа 3730'.
По графику фиг. 14 имеем к' 0,33, таким образом:
N' к' - N- 0,33 15 000 4 950 кг.
По графику на стр. 48:
са 37,5 юсм.
0,50 37,5 0,72
Принимаем:
h 16 см;
b 18 см 3 6 см,
где 6 см толщина каждой доски А Ьс 288 а: 292 см2;
ho i хг 0,50А 0,81й 1,31А 21 см см. общий чертеж фиг. 20;
h жх а2 0,50Л 0,81 h 21 см.
б Ножничные врубки
а Общие замечания
Ножничные врубки применяются в решетчатых сквозных системах с растянутыми стойками и сжатыми подкосами из дерева.
На фиг. 24, 25 и 26 показаны ножничные врубки без наконечника и с наконечником из дуба.
Применение дубовых наконечников позволяет максимально использовать рабочие сминаемые площади, кроме того отделить, заготовку более сложных и ответственных элементов наконечников от заготовки.
ВРУБКИ
67
Ножничные врубки требуют исключительно точной столярной работы. Применение их может быть оправдано только возможностью конструирования всех, у8лов фермы беэ металлических рабочих частей, что весьма важно для сооружений, подверженных действию сернистых и кислотных паров.
б Р а оч ет врубок при 02 90 фиг. 24, 25 и 26
Расчетные уравнения имеют вид:
F'e.nct КнN'c
F'e'ne-a2-KHW; 23
Ft Кн Nt
N'c N_ cos 0г;
Ne' cos Д2;
Nt N'j A;
Fe fli® bcl 24
Fс ae2b Ft nh2lt; al 01 a2 08- -
Ширина площадки смятия и длина скалываемой части стойки определяются по ф-лам 23 и 24:
N_ cos h Ь’е ЪгЪн ;
а 1 определяется иэ силового многоугольника фиг. 29:
tga1
N ' N'’ sin ®
c
А
J
к
и
t
А
bc'
lt
N_ cos fa h2kH nef,2 N_ COS 02 t
25
где n число плоскостей скалывания на фиг. 24 имеем п 2.
Для непосредственного определения необходимой ширины площадки смятия составлены графики: при сосновом
конце фиг. 27, а при дубовом наконечнике фиг. 28.
в Расчет врубок при 0Х -- 02 90 при наличии узловой внешней нагрузки
Площадки смятия ахех и а22 проектируются нормально к равнодействующей N и N‘e.
Для расчета таких узлов можно особенно рекомендовать графический способ нахождения всех усилий из многоугольника фиг. 29.
Для полноты ниже дается аналитическое решение этой же эадачи.
При известных N__, Nc А, 0Х и Ра Для решения уравнений 23 имеем:
N'e’ A Nt
1
и
ь,
W N'' -
Sin 2 sin ai
5-А-мг£;
F’c'. b” Ъф
Ft n h2 lt;
b’c
. e
26
Фиг. 24. Ножничная врубка без наконечника
Величины аг и N'c определяются по номограмме фиг. 30.
г Примеры расчета ножничных врубок
Пример 9. Требуется рассчитать ножничную врубку фиг. 31 при сосновом конце или сосновом наконечнике.
68
М. Д. АННЕНКОВ
Дано: iV_ 5 400 кг; Ьг 18 см; 15 см; -. 15 см; 0 50; 02 40; 1,00.
Для х 50 и N
5 400
300,
кп fci 1,00 18
по графику фиг. 27:
Ъс 6,7 м.
Для Да 40 и
5 400
ТТтТТЕ db0
Пример 10. При данных примера 9 требуется рассчитать ножничную врубку с дубовым наконечником:
для 50 к N_
5 400
Tii 1,00 18 по графику фиг. 28:
bg 3,6 см;
306
k„-h2 1,00-II
по графику фиг. 27:
Ь' 7,8 см
h2-
тт
1
я
ттт
и
t
iP Г ,
Фиг. 25. Ножничная врубка с наконечником. Узел нижнего пояса фермы
Из производственных соображений целесообразно принять равностороннюю врезку:
Ъ’с Ьо 8 см 7,8 см.
Глубина врезки определяет минимальные размеры элементов; исходя из условия ослабления сечения не более 50, получаем:
Ь 8 см;
Ъг 16 см.
Расчет на скалывание по ф-ле 25 дает:
5 400 0,766 лл с 1 2 15 1,0 12 5 СМ'
Принимаем lt 16 см, что соответствует четырехкратной глубине врезки.
Фиг. 29. Ножничная врубка с наконечником. Опорный узел фермы
для Рг 40е к N_
5 400
360
ft h 1,00 IS по графику фиг. 28:
be 4,2 см.
Принимаем:
Ъс Ъс 5 см.
Таким образом минимальные размеры элементов при разносторонней врезке:
Ь 5 см ослабление 2,5 см, bz 10 см ослабление 5 см.
ВРУБКИ
69
Пример 11. Требуется рассчитать опорный узел фиг. 26 в виде ножничной врубки с дубовым наконечником.
Дано:
30; 18 см; км 0,90
jf2 60; Л2 15 см; jV_ 6 ООО кг; h0 15 см.
6с или 6с
Плоскост _ смятия fexht ' смятия бсхз
Фиг. 27. График для расчета ножничной врубки при сосновом наконечнике и Pi fit 90; графики составлены при а 0 ■ 80 гйм и пса so ■ 20 кгсм
Для Pl 30 и
JV_ 6 000
370
hM hi 0,90 18 по графику фиг. 28:
Ъс 4,2 см.
Для 5 60 и
N_ _б_ооо _ 370
hH hi 0,90-18
по графику фир. 28:
ЬУ 3,9 см.
Принимаем: Ъ Ъе 4 см перенапряжение в плоскости а1е1 равно приблизительно 5.
Принятая ширина площадки смятия определяет минимальные размеры элементов.
б1илив£
Фиг. 28. График для расчета ножничной врубки при дубовом наконечнике и Pi 90; график составлен при
пвв о 80 кгсм
для сосны
п,а 90 20 кгIсм2
0 “ 110 е8
nca _ до ■ 40 кгсмЯ
см. ф-лу 25
для дуба
Можно принять:
lt -7 ‘ Т 14
Пример 12. Требуется рассчитать увел верх него пояса в виде ножничной врубки с дубовым наконечником фиг. 29. Дано: 8 500 кг;
усилие в стойке A: Ne 3 000 кг; 20 см;
kn 0,90 для сосны и км' 1,0 для дуба.
h2 16 см, h0 16 см,
9а 45, ft 35.
Для 45 и
JV 8 500 а лп
W’ зЖо ’
С
по графику фиг. 30 находим:
N; 2,25N'c‘ 6 750 кг; аг 1830'.
70
М. Д. АННЕНКОВ
Следовательно:
а'г ft, ах 35 1830' 1630'’ Щ 6 750 - 0,948
Ъс Ьо ъ т-п 1 16 ’90 64
6,96 см,
Ъс'
W
3 000
3,18 см
hzkH пй1659 где для дуба:
К iJА 59 кг 1см2;
для сосны:
кн гес0 0,90 80 72 кгсмъ 59 kzJcm2, Принимаем равностороннюю врезку в поясе Ь 7 см по 3,5 см с каждой стороны; в стойке Ъс 4 см по 2 см с каждой стороныу.-
Отсюда минимальные размеры элементов фиг. 29:
Ь1 7 см и8 условия ослабления не
2 4 8 см больше 50;
lt 7 ■'- 14 сл
принято равным семикратной глубине врезки гнезда стойки.
Фиг. £9. Ножничная врубка с внешней нагрузкой на верхний пояс
где для дуба:
К ncai 1 93,5 кгсм2 93,5 кгсм2
для сосны
кп пД, 0,90 64 57,6 кгсм2 93,5 кгсм
3. Надежность узловых сопряжений на врубках
О надежности того или иного типа сопряжений судят прежде всего по надежности конструкции на сопряжениях этого типа в целом, но отнюдь не по коэфициектам запаса в отдельных ее частях.
Если напряжение смятия превзойдет в 1,5 2 раза допускаемое, то это вызовет лишь более значительное обмятие сминаемой поверхности и соответствующее увеличение деформаций, но, как правило, не повлечет разрушений конструкции.
Если напротив местное перенапряжение будет иметь место в скалываемой плоскости, то возможны последовательное скалывание отдельных участков сопряжения и вследствие этого разрушение уела и всей конструкции в целом.
Прочность сопряжений на врубках в значительной мере определяется точностью их выполнения, к сожалению зависящей от индивидуальной квалификации рабочего. Всякая неточность тем более опасна, чем сильнее она может влиять на распределение и величину скалывающих напряжений.
Наконец необходимо отметить особое влияние на надежность врубок качества лесоматериалов и их влажности.
В случае применения недостаточно просушенного материала возможно полное или частичное разрушение работающих на скалывание поверхностей только вследствие внутренних напряжений от усущки даже при отсутствии внешней нагрузки.
Наличие хотя бы небольших внутренних напряжений существенно понижает сопротивляемость врубок скалывающим усилиям, возникающим при действии внешней нагрузки.
Поскольку надежность всей конструкции на врубках зависит от возможности скалывания какой-либо незначительной части элемента, приходится признать, что большинство врубок
ВРУБКИ
71
вообще не адожет быть допущено в современном скрепить податливыми связями 8У®Ч“® ишкрнеоном строительстве и применимы лишь те цевые шпонки, нагели. Исходя из изложен-
врубки, в которых опасность скалывания может ного, основными формами врубок следует прибыть предотвращена. знать:
it
Nr
Врубки, приведенные на фиг. 21, 22, в этом а лобовые врубки, у которых аварийный
отношении можно признать удовлетворитель- болт является надежной страховкой на случая
ными разрушения узла от скалывания;
Удовлетворительны также и врубки по фиг. б щековые треугольные врубки и трехшюс-
23, если упорные прокладки и накладки отойки костные врубки, у которых сжатый элемент
72
Г. Г. КАРЛСЕН
упирается в соответствующую прокладку, скрепленную с основными элементами надежными податливыми связями гвозди, зубчато-кольцевые шпонки, болтовые нагели малого диаметра и пр.;
AfcaA
h2
I
Ь2 t
шш
r '■ ' ' IEL_
1 vr-p
Фиг. 31. К примеру расчета
Х
Хъ
ч Л
П
С
Э E
r
U
j
С,' А
L Г
“1
_
1:
Г 1
t
У
T“
iMil
i 1 Щ1 h,
4
Фиг. 32; Рекомедуемая форма узловых сопряжений
в трехплоскостные врубки с металлическими растянутыми элементами тяжами по схеме фиг. 21 и 22.
На фиг. 32, 33, 34 даны основные формы узловых сопряжений, удовлетворяющих поставленным выше требованиям.
£
i-
-t
ft 4- a
л
t
J-
4 'V-
1”
-i
J
гщ
я
ШтР
ml i i
2
Ц- - J 2
Фиг. 33. Рекомендуемая форма узловых сопряжений
Фиг. 34. Рекомендуемая форма увловых сопряжений
ЛИТЕРАТУРА
1. Технические условия и нормы ТУ и И проектирования и возведения деревянных конструкций, изд. 1931 и 1933 гг.
2. Технические отчеты испытания врубок в секции деревянных конструкций ЦНИПС за 1930 1934 гг.
3. К а р л с е н Г. Г., Деревянные конструкции сообщение, заслушанное в марте 1929 г. на Высших курсах по организации капитального строительства.
Проф, Г. Г. КАРЛСЕН
Ш. СОПРЯЖЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ НА РАСТЯНУТЫХ КРЕПЯХ
Деревянные сооружения нередко решаются в виде смешанных железо-деревянных конструкций.
Дерево, легко сопрягаемое в сжатых стыках простым лобовым упором, трудно сопрягается при наличии растягивающих усилий. Этот не
достаток дерева легко компенсируется выполнением растянутых элементов из железа стали в виде растянутых крепей.
Коэфициент использования сечения в растянутом стыке,для металла с применением сварки легко доводится до 1,0; при наличии прокладок
СОПРЯЖЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ НА РАСТЯНУТЫХ КРЕПЯХ
73-
и накладок для дерева он обычно составляет
0,7 0,9. Этим, с одной стороны, и хорошей работой дерева на продольный изгиб с другой, объясняется малый вес железо-деревянных стропильных ферм, имеющих стальные растянутые и деревянные сжатые стержни; вес таких ферм меньше веса соответственных цельно-металлических или цельно-деревянных сквозных конструкций.
Несомненно арочные и сводчатые конструкции, в которых растяжение будет восприниматься металлическими затяжками, а сжатие и изгиб деревянной аркой йли деревянным сводом, получат широкое применение.
Только в химической промышленности, в паровозных депо, в гидротехнических деревянных конструкциях и вообще в условиях, способствующих корроэии стали, а также при опасности разрушения стали от аварийного воздействия высоких температур в дальнейшем придется решать конструкции, как правило, без применения металла, на клею, врубках, дубовых нагелях и т. п.
Во всех смешанных конструкциях с растянутыми металлическими стержнями необходимо избегать местного ослабления последних. Все присоединения и стыки должны решаться с избыточной крепостью сечения для того, чтобы при вынужденных деформациях металлический стержень подвергался упругой и пластической вытяжке по всей рабочей длине, а не только в ослабленной части его. При длине стержня более 1 2 м сварка в стыках должна производиться с избыточным добавлением металла, болтовая нарезка должна осуществляться только в утолщенных горячей осадкой частях круглых стержней и т. п.
Соблюдение этого требования имеет особенно большое значение в случае вероятности многократного появления вынужденных деформаций в результате попеременного разбухания и усыхания сопрягаемых деревянных частей поперек волокон, а также прц многократном напряженном воздействии на металл температурных колебаний; в таких случаях местное ослабление недопустимо даже в коротких меньше 1 м растянутых крепях, поскольку при наличии местных ослаблений местные перенапряжения при многократной повторяемости неизбежно приводят к преждевременному разрушению металла от усталости.
Для обеспечения химической равнопрочности в смешанных железо-деревянных конструкциях сталь должна быть защищена от коррозии тщательной лакировкой или оцинковкой, а дерево от гниения суперобмазкой. Особенно необходимо проведение этих мероприятий во внутренних скрытых частях конструкций, в которых наиболее вероятно вредное воздействие диференциальной конденсации и в которых затруднено применение антикоррозийных мероприятий в последующем.
Если возможен хотя бы н местный аварийный нагрев ватяжки до t 400, внешние части металла должны быть защищены от непосредственного воздействия высоких температур асбестовыми или иными огнестойкими обмазками и обмотками.
Применение в деревянных конструкциях коротких металлических стыковых или узловых накладок должно быть обосновано технико-экономическим анализом. Как правило, ив сообра
жений равнопрочности стыковые накладки следует решать в дереве, прибегая к металлу лишь при стесненных габаритах, т. е. в случаях, когда действительно необходимо использование концентрированной крепости стали.
Для обеспечения хорошего проветривания деревянных частей ширина металлических накладок должна быть минимальной. Это необходимо также и потому, что широкие цельные накладки препятствуют неизбежным усушке и разбуханию дерева поперек волокон и могут вызвать появление в нем продольных трещин. Лучше применить 2 4 узких полосы, чем одну широкую.
Простейшим типом накладок когтевого типа являются обычные строительные скобы. При диаметре шипа скобы более 6 8 мм гнездо для шипов должно быть рассверлено на глубину з 2з длины шипа; при соблюдении этого требования сопряжения на скобах могут рассчитываться, как нагельные сопряжения с полным защемлением нагеля-шипа в месте загибаскобы.
В дальнейшем в сборно-разборных деревянных конструкциях крепление металлических накладок, как правило, будет осуществляться специальными когтевыми шайбами или тарельчатыми шпонками. Крепление металлических накладок, охватывающих дерево с двух сторон, сквозными рабочими нагелями н едопустимо ввиду неизбежности несовпадения отверстий, разновременно засверленных в двух накладках и в скрепляемом деревянном элементе. При отсутствии когтевых шайб и невозможности сквозного сверления сквоэь металл и дерево металлические накладки следует крепить на односрезных глухарях, шурупах или гвоздях.
Во всех случаях крепление металлических накладок должно быть податливым; диаметр глухарей должен быть по возможности не более половины нормального диаметра болтового нагеля, т. е. dya. dH см. ТУ и Н 1931 г.,
фиг 89; глубина заделки глухаря нормально составляет 5 6 глух гнездо для глухаря сверлится диаметром от 0,8 d1MJX до 4,0dfJtyxr глубиной менее длины глухаря на 2 £муа. При двухстороннем креплении накладок длина глухарей должна быть менее половины толщины скрепляемого деревянного элемента.
При соблюдении указанных требований предельное количество нагелей в ряду и количества рядов нагелей по длине накладки не ограничивается х.
В качестве основного крепления уела сопряжения на растянутых крепях имеют в инженерных деревянных конструкциях ограниченное применение; одним из немногих примеров самостоятельного использования этой формы сопряжения является основной узел кружальносетчатого свода Цольбау фиг. 1.
Характерной особенностью этого типичного сопряжения на растянутых крепях является отрицательный распор, прижимающий сопрягаемые элементы друг к другу Ne, фиг. 1. Силы трения Ттр, возбуждаемые этим поперечным обжатием, препятствуют скольжению сжа
1 О работе глухарей, шурупов и гвоздей в виде р а втянутых крепей на выдергивание, продавливание шляпки и разрыв см. Нагельные соединения, втр. 10© ж след.
74
Г. Г. КАРЛСЕН
того элемента при поперечной усушке дерева и тем самым уменьшают натяжение болта, хомута или скобы; к сожалению это свойство отрицательного распора не может быть использовано. в целях снижения диаметра болта, так как при неизбежном периодическом разбухании дерева силы трения, изменив направление, не
У_
Фиг. 1
только не будут облегчать работу болта, но, напротив, будут даже увеличивать его натяжение. Поэтому болт рассчитывается на полную илу Не, а не Ne. тр.
Резко выраженное влияние усушки и разбухания на работу сопряжений на растянутых
крепях является одной из основных причин малой применимости их в капитальных деревянных конструкциях.
В растянутых стыках на растянутых крепях фиг. 2 и 3 влияние деформаций усушки и разбухания может быть снижено путем уменьше
ния угла Р между направлением сопрягаемых элементов и направлением растянутых крепей. Уменьшение угла р не только снижает влияние усушки и разбухания, но уменьшает также усилие Ne, растягивающее болты. Нижний предел уменьшения угла р, вызывающий чрезмерное увеличение длины самих болтов, определяется главным образом экономическими и производственными соображениями.
Надежность работы всего сопряжения определяется главным образом его сопротивлением
на скалывание, которое зависит не столько от длины скалываемых поверхностей, сколько от их ширины.
В сопряжениях, работающих только на растяжение по схеме фиг. 2, tgP можно принимать равным около 1i; дальнейшее значительное уменьшение Р мало эффективно, поскольку оно устраняет благоприятное влияние трения, вызываемого поперечным обжатием, и не увеличивает в значительной мере сопротивления скалыванию.
В элементах, работающих на растяжение и изгиб при наличии небольшой поперечной и продольной силы, tgP может быть увеличен до 1s фиг. 3; при этом угле в защищенных сооружениях, как правило, еще можно пренебречь влиянием усушки и разбухания на величину продольных смещений.
Применение сопряжений по схеме фиг. 2 и 3 оправдывается только при стесненных поперечных габаритах при отсутствии специальных ногтевых шайб или при наличии знакопеременных нагрузок. В некоторых случаях такое соединение может быть оправдано, несмотря на его несовершенство и трудоемкость исполнения, необходимостью последующего подтягивания растянутого стыка.
При этом между торцами сопрягаемых элементов конечно оставляется соответствующий зазор Д1 фиг. 3.
Нормально растянутые стыки надежнее и экономичнее конструируются с накладками и прокладками, на гвоздях или цилиндрических нагелях. Спла
чивание брусьев в балках составного сечения следует поэтому осуществлять тоже не на растянутых крепях, а на гвоздях или на пластинчатых нагелях, тем более, что растянутые крепи, как и косые шпонки, работают только в одном направлении и знакопеременных усилий воспринимать не могут
Сопряжения на растянутых крепях получили весьма широкое и ответственное применение в виде вспомогательных свявующих стяжных болтов и хомутов.
Стяжные болты, как правило, служат центровыми направляющими при сборке деревянных конструкций; они облегчают монтаж деревянных конструкций и обеспечивают при правильной эксплоатации плотное соприкасание элементов в узлах и стыках.
Кроме того при правильных размерах и рациональном размещении стяжных болтов может быть достигнуто существенное увеличение надежности конструкции.
В узловых и стыковых сопряжениях на врубках или шпонках стяжной болт, как правило, в пределах расчетных нагрузок работает только на незначительное растяжение, обусловленное начальной затяжкой или влиянием распора от основной рабочей крепи.
В случае разрушения основной крепи болт вступает в работу как нагель; при чрезмерной жесткости сечения болта последний,1 почти вовсе не увеличивая надежности сопря-1 жения, может, не изгибаясь, выколоть край доски.
Фиг. 2
Фиг. 3
СОПРЯЖЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ НА РАСТЯНУТЫХ КРЕПЯХ
75
Если, болт достаточно тонок соответственно толщине сопрягаемых досок, то он изгибается ранее, чем произойдет скалывание; изогнувшись, болт начинает работать как цепь и натяжением своим создает значительное трение, препятствующее полному разрушению сопряжения; особенно велико значение работы болта 3 как цепи в жестких хрупких соединениях, способных разрушиться от скалы- - Nft вания при малой затрате работы. В некоторых старых брусчатых ДК удачно расставленные болты предотвращали внезапное аварийное обрушение всей конструкции. В сопряжениях на податливых крепях значение гибкости болта не так велико, однако и эдесь в целях увеличения надежности сопряжения сечение стяжных болтов и количество их следует назначать с таким расчетом, чтобы изгиб болта и возбуждение трения вследствие цепного натяжения болта наступали ранее, чем произойдет выкалывание конца.
Если диаметр болта фиг. 4 не определяется монтажными или специальными расчетными соображениями, его следует назначать не более нормального диаметра болтового нагеля, предусматривающего полное использование нагельной работы болта на изгиб. Лучше ставить несколько более тонких болтов вместо одного толстого.
Фиг. 4
Ь-v J 'У ,у 7
trijD.6. t'Tmp.A
Фиг. 5
Болты и шайбы дюймовый сортамент
Таблица 1
d
Fнетто
N6
D
с
Gi
Gr в кг
Gut
в кг
в мм
В дм
в см2
в кг
в мм
в мм
в кг
квадр.
шестигр.
квадр.
кругл.
6,35
1li
0,175
192
12,7
2
0,25
0,0108
0,0102
0,0061
0,0047
7,94
6ie
0,295
324
16,2
2,5
0,39
0,0212
0,0200
0,0145
0,0138
9,53
в
0,441
485
19,6
3
0,56
0,0366
0,0346
0,0252
0,0194
12,40
0,784
862
25,4
4
1,00
0,0867
0,0817
0,0596
0,0459
15,88
68
1,311
1442
31,2
4
1,54
0,1605
0,1515
0,0887
0,0609
19,05
4
1,961
2 157
6У9
5
2,22
0,2673
0,2533
0,1797
0,1387
22,23
,
2,720
2 992
41,6
6
3,03
0,3969
0,3759
0,2824
0,2170
25,40
1
3,575
3 932
47,3
7
3,98
0,6001
0,5701
0,4158
0,3208
28,58
I1
4,497
4 946
53,1
8
5,04
0,8375
0,7955
0,5880
0,4530
31,75
5,768
6 344
57,7
8
6,22
1,1041
1,0472
0,7810
0,6030
34,92
1®8
6,837
7 520
63,5
9
7,47
1,4516
1,3796
0,1382
0,7957
38,10
1в
8,388
9 226
69,3
Ю
8,95
1,8851
1,8071
1,3400
1,4320
41,28
1 8
9,495
10 444
75,1
10
10,50
2,4088
2,2883
1,5470
1,1910
44,45
134
11,311
12 442
80,8
И
12,10
3,0122
2,8622
1,9420
1,4990
50,80
2
14,912
16 403
92,4
13
15,91
4,3923
4,1793
3,0990
2,3900
нетто
AV
D
d внешний диаметр резьбы;
ослабленное полезное сечение болта; допускаемое растягивающее усилие при тц_ ■ 2d наибольший размер гайки.
1100 кгIсм;
76
Г. Г. КАРЛСЕН
При условии соблюдения этого требования поэтому учет трения здесь вполне оправдан, а
можно рассчитывать на 1,5 2-кратное увели- влиянием попеременных усушки и разбухания
чение аварийной надежности работы каждого дерева здесь можно пренебречь,
болтового нагеля, снабженного гайкой, головкой При назначении размеров стяжных болтов
ей
К
43
св
Е-i
а
о
сЗ
В
т
о
Е-
R
о
о
о
о
рр
и
В
е
1
а
сб
4
Н
в
Э
п
I
о
о
о
И
и
в
е
и шайбми, поскольку угол 5 фиг. 4 поворота рабочего сечения нагеля при достаточной начальной натяжке его, как правило, не превышает угла трения 17 даже при аварийных смещениях.
В этой работе болта расчет ведется на аварийное однократное и сравнительно кратковременное использование его в виде растянутой крепи;
для лобовой врубки опорного узла деревянной конструкции фиг. 5 можно тоже считаться с возбуждением сил трения в случае аварийного скалывания конца растянутого бруса.
В основном расчете врубки длина скалываемого конца растянутого бруса теоретически может определяться с учетом внутреннего трения Ттр.А0,3 А, возбуждаемого только опорным давлением А.
шпонки
77
При определении сечения стяжного болта, работа которого вовсе не учитывается в основном расчете, аварийная сила натяжения его принимается равной:
Ng N_ tgp N_ tg 90 - a 17,
т. e. в предположении уже происшедшего скалывания и с учетом не только трения Тт„.А, но и трения Ттр.б от натяжения болта. Поскольку и эта Nff сила при аварийном смещении неизбежно еще несколько уменьшится за счет нагельной работы болта и изгиба.его, расчетное аварийное напряжение на разрыв самого болта может быть принято равным 0,6 0,8 от временного сопротивления на разрыв болтового железа.
Нормальные размеры болтов, соответствующих им шайб и т. д. приведены в табл. 1 и на фиг. 6.
BeG Р болтов с шайбами и гайками для метрического и дюймового сортамента дан на графиках1 фиг. 7 и 8.
а3,5с£ диаметр шайбы или сторона квадрата шайбы;
с 0.252 толщина шайбы; дх вес 1 м болтового металла; дг вес головки вес гайки вес болтового металла при гайке; дш вес одной шайбы.
. Вес металла в одном болтовом сопряжении:
Gju 9г 20ш
где S0 суммарная толщина в метрах сопрягаемых досок, в которой должны быть учтены щели между досками приблизительно по 2 мм на каждую щель и возможное производственное разбухание самих досок 2 4.
Инж. В. Ф. ГАУЗЕ
1У. ШПОНКИ
1. Общие сведения
Шпонками называется группа соединений, характеризуемых следующими признаками:
1 сама соединяющая крепь работает преимущественно на сжатие;
2 опрокидывающая шпонку пара продольных сил Т уравновешивается парой сил поперечного распора.
Обыкновенная косая шпонка фиг. 1 является классическим примером крепления такого рода.
Усилия Т, действующие в элементах, сжимают шпонку и одновременно создают опрокидывающий момент М Thwn.
Полученный момент погашается парой поперечных сил, создающей момент М Q1ШП.
Наличие этой пары обусловливает необходимость постановки рабочих связей, воспринимающих распор шпонки.
Из условий равновесия непосредственно определяется:
М2 Мг и Q Т.
кип
Разрушение шпоночного сопряжения при некотором превышении расчетной нагрузки возможно вследствие:
а разрушения самой шпонки;
б разрушения скрепленных ею частей;
в разрушения рабочих связей сопряжения.
Наибольшую опасность представляет разрушение шпоночных сопряжений от скалывания или разрыва скрепляемых- частей.
Скалывание самих шпонок фиг. 5 обычно не является причиной разрушения сопряжений,
поскольку встречный характер приложения у си лий обеспечивает при расчете по нормам достаточно равномерное распределение в шпонке промежуточных скалывающих напряжений.
Скалывание концевых частей сопрягаемых элементов в растянутых сопряжениях вызывается, напротив, весьма неравномерным распределением скалывающих напряжений; разрушение растянутых стыков на призматических и гладких кольцевых шпонках, как правило, наступает вследствие комбинированного разрыва и скалывания в результате перенапряжения ближайших к месту приложения усилия участков. Внезапность и катастрофичность такого разрушения требуют ограничения применения и особо осторожного проектирования сопряжений этого типа.
Для того чтобы параллельная работа двух и более крепей была надежной, необходимо обеспечить достаточные вязкость и податливость каждой из крепей в том числе и шпонок, дабы разрушение наступало не от скалывания, а от смятия дерева. Диаграмма работы дерева на смятие даже вдоль волокон имеет зону пластических деформаций, вполне достаточную для обеспечения совместной работы параллельно включенных элементов сопряжений.
Надежность зубчато-кольцевой шпонки обусловлена дробным приложением усилий при соответственном увеличении поверхности скалывания.
Достоинство когтевых накладок заключается в том, что они обеспечивают благодаря вдавливанию когтей или вубцов начальную плотность сопряжения независимо от качества исполнения.
2. Призматические линейные шпонки
Призматические шпонки представляют собой первичную форму шпонки; они применяются прм продольном сплачивании и сращивании брусьев и обтесанных бревен; в узловых сопряжениях эти шпонки неприменимы. Основным недостатком призматических шпонок в работе на растяжение является сильное ослабление рабочего сечения брусьев сквозным пропилом.
1 Составлены ннж. Новиковым А. А. в Промстрой-
проекте.
з См. Скалывание, стр. 43 и след.
78
В. Ф. ГАУЗЕ
1 Поперечные деревянные шпонки
Направление волокон шпонки перпендикулярно к направлению волокон рабочего элемента фиг. 2 и 3.
Сопряжения на таких шпонках отличаются Небольшой мощностью вследствие малого допускаемого напряжения на смятие и скалывание шпонки поперек волокон. В случае усушки шпонка дает большие деформации сопряжения. Плотность сопряжения должна быть обеспечена подклиниванием. Сопряжение податливо в работе.
а Поперечная натяжная дубовая шпонка
Эта, шпонка состоит иэ двух клиньев, загоняемых в гнездо навстречу друг другу фиг. 2. Применяется только в кустарном производстве для продольного сплачивания сжатых или изгибаемых элементов.
Шпонки нормальной длины 1шп 4 hwn рассчитываются на смятие дуба поперек волокон; короткие шпонки 1шп 3 hmn рассчитываются на скалывание.
Эксцентричное приложение усилий создает опрокидывающий момент М Т кшп, погашаемый парой шп 1шп.
При достаточной длине шпонки
усилие Qmn передается сопрягаемым элементам через трение рабочих поверхностей в гнезде. При тщательном изготовлении шпонка может воспринимать знакопеременные усилия.
Для установки шпонок в элементах тщательно прорезаются гнезда. Затем элементы собираются на болты и шпонки загоняются в заготовленные гнезда. В первое время эксплоатации необходима периодическая подклинка шпонок.
бЦилиндрическая дубовая шпонка
Такая шпонка дает плотное, но слабое сопряжение фиг. 3. Расчет ведется на скалывание дуба шпонки поперек волокон. Распор определяется по формуле:
л rp dmn _Тщ
Vm шп Ышп 2 При сборке в собранной и стянутой на болтах конструкции засверливаются отверстия для шпонок. Сверла должны иметь ведущее по щели жало. Шпонки загоняются в гнезда в виде слегка заостренных в конце точеных цилиндрических стержней из тщательно высушенного дуба.
2 Продольные деревянные шпонки фиг. 4 и 5
Направление волокон шпонки приблизительно соответствует направлению усилия и волокон в сплачиваемых элементах. Мощность сопряжения значительно выше по сравнению с предыдущей группой. Ввиду большой жесткости сопряжения даже при тщательной пригонке в многорядовых сопряжениях все же может произойти последовательное скалывание по частям.
Я
Нп
1-ш
Фиг. 3
а Продольная косая шпонка Шпонка имеет форму косого или прямоугольного параллелепипеда фиг. 4. Последняя дает несколько более податливое сопряжение и позволяет дня долбежки гнезд применять цепнодолбежный станок. Обычно шпонка выполняется из дуба, но ввиду работы шпонки только на сжатие вдоль волокон дуб может быть заменен отборной сосной.
т
г
II г
Г
1
1
I
щ
Фиг. 4 Фиг. 5
Продольная шпонка применяется главным образом для сплачивания брусьев в составных балках. Применение ее в дальнейшем не рекомендуется ввиду опасности скалывания соединения по частям. В настоящее время в СССР она вытесняется пластинчатыми нагелями системы Деревягина
Косая шпонка является типичным примером крепи, работающей на сжатие. Возникающий вследствие эксцентричного приложения усилия Т распор погашается натяжением болта.
Косая форма шпонки дает возможность воспринимать усилие только одного знака.
1 См. Балки на пластинчатых нагелях Деревягина.
системы
шпонки
7
Сопряжение жесткое и при кустарном изготовлении недостаточно плотное.
При кустарном, производстве гнезда зарезаются в каждом элементе порознь. Применение цепнодолбежного станка позволяет зарезать гнездо в сплоченных, изогнутых в случае балок, стянутых болтами элементах с автоматической точностью без пригонки. Шпонки закладываются в гнезда без натяжения.
б Продольная прямая дубовая шпонка
Прямая шпонка отличается от косой только своим расположением; направления волокон прямой шпонки и волокон сплачиваемых брусьев совпадают фиг. 5.
Схема работы та же, что и у косой шпонки. Усилие Т воспринимается шпонкой, работающей на смятие и на скалывание. Величина распора та же, что и в косой шпонке. Единственным преимуществом прямой шпонки перед косой является ее способность при тщательном изготовлении воспринимать знакопеременные усилия.
Шпонка дает жесткое, недостаточно плотное сопряжение.
Процесс сборки тот же, что и при косой шпонке. Ввиду возможности скалывания прямые шпонки обычно делаются из крепких пород.
3 Металлические шпонки а Шпонка Шульца
Шпонка Шульца имеет специальную форму и отливается из чугуна фиг. 6.
Никакими' преимуществами перед деревянными шпонками она не обладает кроме некоторого сближения основных рабочих поверхностей ш и pq по длине гсопрягаемых элементов фиг. 7. Это сближение позволяет соответственно укоротить Фиг. 6. Общий вид длину сопряжения. Применение литого металла не оправдывается работой шпонки и создает предпосылки к температурному гистерезису. В многорядовых сопряжениях шпонка Шульца недопустима.
Q
Т
е
.л
Фиг. 7. Схема работы
Усилие Т воспринимается смятием поверхностей mn и pq фиг. 7.
Момент М Те погашается моментом Q 1Ш,
где Q усилие распора, сминающее лопастями aq и bn шпонки волокна сопрягаемых элементов в поперечном направлении.
Стяжные болты должны воспринять все усилие распора. При постановке в сопряжении нескольких шпонок под ряд происходит ввиду не
равномерности их работы перегрузка некоторых из них, в результате чего сопряжение разрушается обычно от скалывания дерева.
Сопряжение на шпонках Шульца жесткоеи недостаточно плотное:
Отверстия по форме шпонки зарезаются и выбираются в элементах по предварительной разметке.
При сборке конструкции шпонки закладываются без натяжения.
б Прямоугольная металлическая шпонка
Этот тип шпонки применяется совместно с металлическими накладками для перекрытия стыков. В зависимости от способа соединения шпонок с накладками различаются три типа соединения:
1. Шпонки приклепаны к накладке фиг. 8.
2. Шпонки соединены с накладкой при помощи: стяжных болтов, поставленных в центрах шпонок и заменяющих заклепки фиг. 9.
3. Шпонки примыкают к стяжным болтам, не соединяясь непосредственно с накладками. Для предотвращения выпадения шпонок в шпонках этого типа вырезываются неглубокие лунки, соответствующие диаметру болтов, на глубину неболее V диаметра.
Основным недостатком металлических шпонок всех трех типов является жесткость хрупкостьсопряжений на них. Обеспечить равномерность, работы всех шпонок даже при точной разметке их практически невозможно.
Применяется по преимуществу тип I в растянутых стыках брусчатых мостовых конструкций в случае невозможности постановки деревянных накладок.
Во всех случаях сама шпонка поверяется наизгиб в сечениях, ослабленных заклепками, болтами или вырезами для болтов. Деревянный элемент поверяется на смятие и скалывание под. шпонкой и на разрыв в ослабленном сечении. Раньше величина распора во внимание не принималась Патон, и болты рассчитывались только на срез; по ТУ и Н 1931 г. величина распораучитывается. Усилие Г, воспринимаемое шпонкой по фиг. 8, создает момент М Т у.
Момент погашается натяжением стяжных болтов при использовании жесткости накладки на изгиб.
f
Йэ; ЕЮ;
Фиг. 8. Фиг. 9.
Типы накладок для растянутых стыков.
Прй числе шпонок в ряду до двух с достаточной точностью можно считать распределение усилия между шпонками равномерным. При большем числе шпонок в ряду в силу неточности варезки гнезд отдельные шпонки неизбежно работают с перенапряжением. Согласно ТУ и Н при расчетах это учитывается введением коэфициента-
В. Ф. ГАУЗЕ
Jc 0,9 при постановке трех рядов шпонок и к 0,8 при постановке четырех шпонок.
Разрушение сопряжений происходит от скалы-: вания дерева под давлением наиболее напряженной шпонки, что вызывает последовательную перегрузку и разрушение остальных шпонок.
Схема работы шпонок типа II фиг. 9 аналогична предыдущей. В этом случае болт помимо
растягивающего усилия Q6 -у - воспринимает срезывающее усилие от работы шпонки.
Тип III фиг. 10 вследствие ослабления лун,кой краев шпонки в местах наибольших изгибающих шпонку момен
тов ни экономических, ни производственных преимуществ перед типами I и II не имеет.
3. Круглые центровые шпонки сплошного сечения
Применение шпонок круглой формы было вызвано: 1 удобством
производства работ центровое сверление и 2 возможностью сопряжения элементов под произвольным углом.
Высверливание в дереве гнезда круглого очертания значительно проще и точнее, поскольку положение его фиксируется точной разбивкой центров, а размеры стандартным диаметром свер-
-Фиг. 10. Типы накладок для растянутых стыков
Фиг. 12
лильного приспособления. Кроме того отсутствие сквозного пропила обеспечивает меньшее ослабление момента инерции скрепляемых элементов. Центр шпонки, как правило, совмещается с центром стя.кного болта, воспринимающего распор. Распределение рабочих напряжений смятия пе по цилиндрической поверхности гнезда принимается равномерным по длине поперечного диаметра d d шпонки фиг. 11.
Согласно ТУ и Н распор определяется в предположении I -у- фиг. 12. Действительное
распределение напряжений в сопряжениях на круглых шпонках чрезвычайно сложно, поэтому работа специальных видов шпонок и работа болта на изгиб в расчете учитываются обычно лишь на основании опытных данных. Расчет сопряжений на круглых шпонках производится по той же схеме, как и на призматических шпонках на смятие и скалывание; скрепляющих болтов на распор. В растянутых сопряжениях на круглых шпонках наибольшую опасность представляет разрушение концевых частей сопрягаемых элементов от скалывания.
-а Дубовая дисковая шпонка фиг. 13
Необходимость погашения распора рабочим шеталлическим болтом исключает применение
дисковых деревянных шпонок в безметальных нержавеющих деревянных конструкциях. Большое ослабление рабочих сечений при малой эффективности в смысле мощности и надежности сопряжения делает применение дисковой дубовой шпонки в большинстве случаев нецелесообразным.
Усилие Т воспринимается сопротивлением смятию половины поверхности аЪс шпонки фиг. 14, врезанной в элемент. Опрокидывающий момент
М Т y погашается фиг. 12 за счет натяжения болта силой Q Т 2hwn
2d'
шп
4-
-Ь1 й Фиг. 13
Фиг. 14
Производство работ заключается в следующем.
На элементах конструкции размечаются центры постановки шпонок и васверливаются отверстия сперва для болтов, затем или одновременно для шпонок. Шпонки закладываются в процессе сборки конструкции при обязательном непрерывном технадзоре.
б Чугунная дисковая шпонка фиг. 15
Чугунная дисковая шпонка имеет в центре отверстие для пропуска болта. Для уменьшения веса при широком бортовом ранте делается тон-
Фиг. 15а
Фиг. 15
кое днище, причем шпонка имеет в диаметральном разрезе двутавровое сечение. Шпонки такого вида обычно вдавливаются в тесно засверленные гнезда, причем кольцевые поверхности шпонки имеют скошенные грани.
В результате вдавливания шпонка плотно примыкает к стенкам гнезда, и при натяжении элементов вся ее рабочая поверхность включается в работу.
При сборке конструкции после надлежащей разметки просверливаются отверстия для болтов и выемки для шпонок, потом закладываются шпонки и узлы запрессовываются.
Ввиду большого веса и значительной затраты металла возникает опасность влияния температурного гистерезиса, что ставит под сомнение целесообразность широкого применения чугунных дисковых шпонок.
шпонки
81
в Чугунная тарельчатая шпонк а шайба фиг. 16
В отличие от чугунной дисковой шпонки тарельчатая шпонка имеет не двутавровое, а коробчатое диаметральное сечение. Серединное осевое отверстие в днище имеет утолщенные края и по размеру должно точно соответствовать диаметру стяжного болта.
гг
М
ь£_
yL.
.ГЧ
T
Фиг. 16. Стык на тарельчатых шпонках
Применяется она обычно в сочетании с металлическими накладками в растянутых стыках и узлах брусчатых деревянных конструкций на металлических накладках,
Производство работ заключается в следующем.
По разметке болтовых отверстий в металлических накладках размечаются сквозные болтовые отверстия в сопрягаемых брусьях. Эти болтовые отверстия служат центрами для сверления шпоночных гнезд.
г Конический вкладыш Кюбл е р а фиг. 17
Вкладыш Кюблера имеет форму двух усеченных конусов, сложенных основаниями, отливается монолитным из чугуна и имеет центровое болтовое отверстие. Различают вкладыши двух типов: I при D h фиг. 17, справа;
II при D h фиг. 17, слева.
Фиг. 17. Вкладыш Кюблера
Вследствие конической формы вкладыша при работе его возникают дополнительные касательные усилия Тг фиг. 18. Опрокидывающий момент уравновешивается двумя удерживающими моментами T-j Qlt T2lt и кроме того сопротивлением изгибу стяжного болта. Определение величины распора весьма затруднительно, и действительное значение его неопределенно.
Работа вкладыша типа I приближается к работе обычной шпонки. Устойчивость такого вкладыша определяется удерживающим влиянием распорного момента Qlt.
Вкладыш типа II обладает малой устойчивостью, определяемой главным образом работой стяжного болта как нагеля. Вкладыш этого типа относится к промежуточным между шпонкой и нагелем видам сопряжений. Расчет его производится по эмпирическим формулам.
Ввиду ничтожного значения поперечного распора вкладыш Кюблера типа II теряет признаки шпонки и превращается в элемент, увеличивающий площадь краевого смятия дерева под болтом нагелем.
Вкладыши Кюблера имеют следующие недо- С статки: 1 большой вес, вкладышей дает высокий коэфициент расхода металла, 2 выборка конических гнезд значительно сложнее выборки цилиндрических гнезд.
Процесс сборки при вкладышах Кюблера тот же, что и для дисковой шпонки.
д Вкладыш Шпильмана
Вкладыш Шпильмана фиг. 19 чугунный монолитный, с отверстием в центре для пропуска болта, по средней окружности снабжен полочкой.
Работа вкладыша Шпильмана аналогична работе дисковой шпонки.
Фиг. 18. Схема работы вкладыша
Фиг. 19
При заготовке элементов по засверленным на основании точной разметки болтовым отверстиям выбираются гнезда для полочки шпонки на глубину, равную половине высоты и затем гнезда для самой шпонки. Вкладыш был предложен в Германии в 1926 г., однако широкого распространения не получил, так как никаких ценных преимуществ по сравнению с другими типами шпонок он не имеет.
е Вкладыш Корбша
Вкладыш Корбша состоит из двух отдельных полуконусов; один из них снабжен отверстием с нарезкой и при заготовке навинчивается на второй полуконус, имеющий соответственный выступ е нарезной поверхностью фиг. 20.
Между частями шпонки вставляется соединяющая элементы металлическая косынка.
В работе конструкции вкладыш нагружен симметрично относительно плоскости косынки.
Работа вкладыша аналогична работе ваклепки в металлических конструкциях. Усилие Т, передаваемое косынкой, распределяется поровну на обе половины вкладыша. Теоретически сопряжение свободно от рае пора. Болт расчетной нагрузки не несет и является только стяжным.
После монтажной сборки элементов конструкции на фанерных косынках по общей разметке высверливаются отверстия для болтов. Затем
Фиг. 20
82
В. Ф. ГАУЗЕ
выбираются гнезда для вкладышей и по фанерным косынкам сверлятся отверстия в металлических косынках. При сборке сначала укладывается половина парных деревянных элементов и в них закладывается половина вкладышей фиг. 21, слева. Далее сверху укладываются косынки и навинчиваются вторые части вкладышей фиг. 21, справа. Наконец закладываются остальные деревянные элементы, и вся конструкция скрепляется болтами, проходящими через центры вкладышей.
Va о
Z
ч v
Фиг. 21. Схема сборки узла
Сложность изготовления и значительный расход металла затрудняют применение вкладышей Корбша, хотя они и дают сборно-разборное сопряжение.
4. Гладкие кольцевые шпонки
1 Неразрезные кольцевые шпонки
а Общие сведения
По сравнению со сплошными дивковыми шпонками кольцевые шпонки имеют следующие преимущества:
1 увеличивают рабочее сопротивление шпоночного сопряжения благодаря включению в работу сердечника;
2 уменьшают ослабление элементов;
3 уменьшают трудоемкость заготовки гнезд благодаря снижению объема высверливаемой древесины;
4 уменьшают вес металлических частей.
Неразрезные кольцевые шпонки по характеру
работы аналогичны круглым сплошным шпонкам. Жесткое кольцо, не меняющее своей формы ни в случае неточной заготовки элементов, ни при усушке древесины, требует избыточной ширины сверления кольцевой дорожки для покрытия неизбежных неточностей. Внешняя и внутренняя части кольца включаются в работу неравномерно в зависимости от того, насколько тесно или просторно засверлены гнезда. При этом либо край либо сердечник заготовленного элемента остаются недогруженными за счет перегруженности, угрожающей преждевременным разрушением остальной части сопряжения.
Рекомендуемые заграничными фирмами нормативные данные большей частью основаны на результатах лабораторных исследований, произведенных над сжатыми образцами, и потому отнюдь не гарантируют необходимой надежности сопряжениям растянутых элементов в производственных условиях.
Разрушение растянутых сопряжений на гладких врезных кольцевых шпонках происходит от скалывания и сложного разрыва. Ввиду малой надежности даже при тщательном производстве работ неразревные кольцевые шпонки не могут Сыгь рекомендованы в деревянных конструкциях.
6 Тарельчатые шпонки системы Кристоф и Унмак
Тарельчатые шпоНки этого типа отливаются ив чугуна фиг. 22 и снабжаются для большей жесткости внутренней полочкой диафрагмой.
Опрокидывающий шпонку момент М Т погашается натяжением болта, обеспечивающим поперечный нажим на полочки диафрагмы и края шпонки фиг. 23. В расчете принимается:
г А
4 d
Скалываемая площадь, теоретически равная сумме площадей сердечника и эквивалентной ему площади концевого края, фактически, как правило, вступает в работу не одновременно. В работе растянутых сопряжений должна учитываться работа только концевого края или только сердечника.
1
£
4Si
Фиг. 23. Схема работы шпонки
При больших диаметрах тарельчатая шпонка обладает значительной мощностью и может применяться для соединения брусьев большого сечения. Шпонка довольно массивна и в применении дает высокий коэфициент расхода металла.
Тарельчатая шпонка требует выбирания специального отверстия не только для кольца, но и для диафрагмы, что существенно затрудняет ее применение.
Фирма Кристоф и Унмак предлагает следующий сортамент шпонок с соответствующими допускаемыми усилиями табл. 1.
Таблица 1 Сортамент шпонок фирмы Кристоф и Унмак
Размеры в мм
h
д
Вес в кг
0
болта
Допускаемая
нагрузка
D
d
В
Ь
вдоль
воло
кон
поперек
воло
кон
80
70
25
20
15
5
0,30
10
1600
625
100
90
30
25
15
5
0,48
10
2 025
957
120
110
35
30
15
5
0,69
30
2 535
1 361
140
129
40
£4
15,5
5,5
0,92
13
3130
1 063
161 148
45
39
15,5
6
1,32
13
3810
2 340
180
168
50
44
16
6
1,66
13
4 575
2 950
200
186
55
48
16
7
2,23
16
5 425
3 590
225
211
60
53
20
7
2,86
16
6 48
4 437
250
234
65
57
20
8
3,84
16
7 655
5 323
в Зетообразная шпонка системы Г е н з е л я
Зетообразная шпонка состоит из двух колец разных диаметров, соединенных плоской полочкой фиг. 24.
Помимо жесткости хрупкости сопряжения в растянутых стыках и узлах недостатком этого типа шпонок является сложность изготовления конструкции вследствие необходимости фрезования желобков разных диаметров и выборки отверстий для полочки.
шпонки
83
Некоторое применение шпонка Гензеля находит при сопряжении деревянных элементов с металлическими. В этом случае часть шпонки с меньшим диаметром весьма малых размеров вводится в металлическую накладку, часть же с бблыпим диаметром в сопрягаемый элемент.
При сопряжении элементов под углом шпонка врезается бблыпим диаметром в элемент с худшими условиями работы с меньшим допускаемым напряжением. Этим достигается уравнение допускаемых усилий на обе половины шпонки при
Фиг. 24. Сечение шпонки
Фиг. 2ь
минимальном ослаблении каждого из элементов фиг. 25.
Для достижения рх соотношение диаметров полушпонок подбирается из условия: nDJt rtc2Z2A.
г Кольцевая шпонка Крюгера Шпонка Крюгера представляет собой замкнутое кольцо, выгнутое из полосового железа фиг. 26.
-ШГПЖ-
Д,Н lllf
Фиг. 27
Фиг. 26
Бблыная, чем в чугунных литых шпонках, гибкость кольца вре же недостаточна для включения в работу всей поверхности обеих ветвей его. Поэтому при неточной заготовке отверстий изменение формы кольца не может обеспечить параллельной работы сердечника и периферии и предотвратить последовательное скалывание их, особенно в растянутых стыках и узлах.
В строительстве эта шпонка была вьггеснена более надежной и экономичной кольцевой шпонкой Тухшерера.
д Кольцевая шпонка Карл уса
Шпонка Карлуса представляет собой замкнутое кольцо из полосового железа, имеющее симметрично вдавленные складки фиг. 27.
Устройством складки достигается некоторая эластичность шпонки, что должно улучшить ее работу по сравнению с предыдущим типом. Фактически незначительное увеличение эластичности не оправдывает затруднений, связанных с устройством складок и выемок для них.
е Ступенчатая шпонка Стефана
Шпонка Стефана представляет собой замкнутое кольцо из полосового железа переменной ширины фиг. 28 и 29.
По идее ступенчатая шпонка Стефана должна компенсировать в узловых сопряжениях увеличенной шириной железного кольца снижение допускаемого напряжения смятия под углом аналогично увеличенному диаметру шпонки Гензеля.
Однако незначительное повышение сопротивления смятию не оправдывает существенного усложнения сопряжения. Увеличение высоты шпонки приводит к увеличению опрокидывающего момента.
При заготовке кольцевые дорожки вырезаются различной глу- бины, соответствующей ширине кольца.
Ступенчатое высверливание дорожек трудно осуществимо и во всяком случае дорого и сложно в массовом строительстве.
-ашупм Фиг. 28
Фиг. 29
Шпонка Стефана применялась в СССР.
ж Шпонка Квятковского
Шпонка Квятковского делается из полосового железа специальной формы и изготовляется индивидуально в зависимости от угла и мощности узлового сопряжения фиг. 30 и 31. Полосовое железо имеет переменную высоту и, сопрягаясь
Фиг. 30. Сопряжение под углом
в специально выточенном замке, должно образовать мощное узловое сопряжение, заменяя два ряда кольцевых шпонок.
Шпонка работает аналогично неразрезным кольцевым шпонкам, причем благодаря большой длине дает лишь незначительный распор. Разрез в этой Шпонке имеет целью включение в работу всех трех рабочих поверхностей шпонки. Однако вследствие неизбежной неравномерности распределения скалывающих напряжений значительное увеличение длины скалываемого сердеч
84
В. Ф. ГАУЗЕ
ника не приводит к пропорциональному увеличению его сопротивления скалыванию.
Испытания сопряжений на шпонках Квятковского дали весьма удовлетворительный результат, подтверждаемый благополучной 'работой осуществленных в СССР мостовых ферм на шпоночных сопряжениях этого типа. Для окончательного суждения о шпонках Квятковского нужны дополнительные лабораторные исследования.
При заготовке помимо кольцевой дорожки в каждой доске прорезается отдельно удлиненное гнездо, в каждое из которых закладывается по половине шпонки.
Сложные и трудоемкие процессы изготовления шпонок Квятковского и гнезд для них служат препятствием к широкому применению сопряжений этого типа.
2 Разрезные кольцевые шпонки
а Общие сведения
Поскольку наличие разреза обеспечивает возможность растяжения или сжатия кольца в соответствии с величиной взаимного смещения кольцевых дорожек, разрезная шпонка при одинаковых размерах противопоставленных кольцевых желобков одинаково передает усилив как передним, так и задним полукольцом.
Согласно лабораторным исследованиям наличие разреза в кольце шпонки увеличивает ее мощность по сравнению с неразрезным кольцом при направлении усилия вдоль волокон примерно в 1,6 раза.
Распор, возникающий в работе разрезных кольцевых шпонок, тоже воспринимается стяжным болтом, располагаемым, как правило, в центре шпонки. В однорядовых растянутых стыках даже при избыточном сечении крайних элементов необходима постановка добавочных концевых болтов для погашения изгибающих моментов.
б Кольцевая шпонка Тухшерера
Шпонка Тухшерера представляет собой простое кольцо из полосового железа с незамкнутым стыком на радиусе, перпендикулярном к направлению действующего усилия.
Кольцевая шпонка Тухшерера лучшая ив гладко-кольцевых шпонок не считая ромбической кольцевой шпонки Ю. М. Иванова все же обладает присущими всем им недостатками.
в Шпонка Дехалля
Шпонка Дехалля представляет собой замкну тое кольцо ив полосового железа с планками, врезанными в кольцо наполовину его высоты фиг. 32 и 33. Иногда кольцо бывает разрезано.
По работе шпонка Дехалля аналогична шпонке Гензеля. В шпонке Дехалля вместо увеличения диаметра установлены одна или две планки, врезаемые в элемент, работающий под большим углом смятия в целях увеличения площади смятия дерева.
Перерезание сердечника желобками для планок сильно ослабляет его и фактически почти
1 Более подробно см. Гладкая кольцевая шпонка, етр. 88.
выключает из работы. Разрушение сопряжения происходит вследствие последовательного скалывания частей сердечника и краев сопрягаемых элементов.
Весьма трудоемкая заготовка элементов, тре: бующая большой тщательности выполнения и' трудно поддающаяся механизации, не оправды-
Фиг. 32
Фиг. зз
Фиг. 34
вается незначительным увеличением мощности сопряжения.
г Американская разрез лая шпонка
Американская шпонка состоит ив двух самостоятельных полуколец специального профиля, соединяемых прямым замком фиг. 34. Она недавно предложена в США и в настоящее время разрабатывается.
Для установки шпонки в сопрягаемых брусьях выбираются отверстия, куда затем и загоняется шпонка. Заклинивание краев шпонки обеспечивает плотное примыкание к стенкам гнезда.
5. Зубчато-кольцевые шпонки
а Общие сведения
Наличие большого количества острых зубьев обеспечивает губчато-кольцевым шпонкам плотное сопряжение с древесиной, простоту производства работ вдавливание шпонок без предварительного сверления гнезд и большую надежность в работе, свойственную сопряжениям, разрушение которых происходит от смятия. Сопряжение на зубчато-кольцевых шпонках дает бблыпую площадь диаграммы работы, так как разрушение происходит не от скалывания, а от смятия древесины и деформации самой шпонки.
В работе вубчато-кольцевые шпонки обладают большой мощностью, почти вовсе не зависящей от угла между направлениями усилия и волокон.
б Ш п о ц к и Аллигатор
Шпонки Аллигатор представляют собой замкнутое кольцо из гофрированной стали толщиной 1,2 1,4 мм, вырезанной е обеих сторон острыми фестонами фиг. 35.
Устойчивость шпонки обеспечивается цилиндрической жесткостью кольца, сильно ослабленного вырезами фестонов. Это ограничивает диаметр кольца размерами 160.ш. Размеры шайб и болтов определяются Фиг. 35 не ст0ЛЬК0 распором шпонки, сколько условиями преодоления упругого отпора волокон дерева при вдавливании шпонки; величина их нормируется эмпирически табл. 2:
шпонки
85
Таблица 2
Сортамент шпонок Аллигатор
Диаметр в мм
Вес б кг
Диаметр болта в мм
Ширина деревянного элемента в мм
Размер шайбы в мм
Допускаемая нагрузка в кг
54
23,9
12,7
76
50 X 50 X 6
70
31,1
16
102
65X 65Х 6
95
46,8
19
127
75х 75х 8
114
51,6
19
153
90х 90x10
340
71,2
85,4
22
178
ЮОхЮОхЮ
159
25,5
203
115X115X10
700
1000
1500
1700
2 500
3 000
В собранной предварительно конструкции или путем разметки в досках просверливаются отверстия для болтов, далее элементы конструкции нанизываются с прокладкой шпонок на центровые болты и запрессовываются.
в Шпонка системы ЦНИПС инж. Хорь-
кова 1
Эта шпонка фиг. 36 представляет собой замкнутое кольцо из крупногофрированной стальной ленты с предварительно выштампованными зубьями специальной формы.
фжг. 36
Шпонка ЦНИПС должна стать одной из основных крепей для сопряжения узлов многослойных дощатых конструкций во всех случаях, когда возможно применение металла и не требуется достижения разборности конструкции.
гРрмбическая кольцевая шпонк а инж. Иванова
Ромбическая кольцевая шпонка представляет собой разрезное кольцо из прокатной стали ромбического профиля с острыми краями фиг. 37.
Фиг. 37
Шпонка применима не только для сборных, но и для разборных деревянных конструкций.
При передаче усилия полностью используется вся поверхность шпонки, так как в результате
вдавливания шпонка клиновидного профиля плотно прилегает к стенкам гнезда: кольцо же имеет разрез, который обеспечивает плотность сопряжения в случае поперечной усушки дерева.
Применением ромбического профиля достигается уплотнение древесины при вдавливании кольца, что создает плотность гнезда, обеспечивающую отсутствие начальных смещений при приложении усилия.
Фиг. 38
Сборка конструкции производится так же, как и при наличии зубчатых шпонок других типов. При разборке конструкции шпонки могут быть вынуты без повреждения гнезда фиг. 38.
6. Ногтевые шпонки
1 Шпонка Бульдог инж. Теодорсена
Когтевые шпонки Бульдог представляют собой круглые, квадратные и овальные пластинки из тонкой 1 1,2-мм стали с когтями треугольной формы, отогнутыми перпендикулярно плоскости пластинки фиг. 39 и 40. Шпонки Бульдог изготовляются с односторонним и двухсторонним отгибом зубьев: первые для передачи усилий от дерева к металлической накладке; вторые для передачи усилий от дерева к дереву, как в шпоночных сопряжениях.
Двухсторонний Бульдог работает аналогично зубчато-кольцевой шпонке и не имеет перед ней никаких преимуществ. Он обладает меньшей мощностью, сильнее зависит от возможной усушки досок и требует большего.количества металла.
Фиг. 39
Фиг. 40
1 Более стр. 96.
подробно см. Зубчато-кольцевая шпонка,
Напротив, односторонний Бульдог не может быть заменен кольцевой шпонкой.
При хорошем запрессовывании в дерево каждый зубец Бульдога работает самостоятельно, как консоль, защемленная в жесткой пластинке шайбе.
В односторонних Бульдогах, применяемых преимущественно в сборно-разборных деревянных конструкциях, усилие передается через срез болта, плотно проходящего сквозь отверстие в середине шпонки. С помощью зубьев Бульдога
86
В. Ф. ГАУЗЕ
Таблица 3
Сортамент шпонок Бульдог
Бульдог размер в мм
50
круглый
75
круглый
95
круглый
100 х юо квадратный
130 X 130 квадратный
95
круглый
односторонний
Болтовое отверстие в мм
17
23
36
40 х 40
52 X 52
68-34-78 1
Наименьшая расстановка
В ММ 70
110
140
170
230
140
Диаметр болта в мм
10 12 16
10 32 16
12 16 20
12 16 20 26
20 22 26 32
Наибольшая нагрузка
В 771 0,2 0,3 0,5
0,5 0,7 0,8
0,9 1,0 1,2
1,3 1,5 1,7 2,0
2,3 2,5 3,0 3,5
1,2
усилие распределяется на ббльшую поверхность смятия древесины, что обеспечивает достаточную безопасность сопряжения в отношении скалывания.
Зубья Бульдога страдают следующими недостатками:
1 незначительность размеров вубьев при усушке дерева приводит к выходу их из гнезд, что весьма снижает мощность сопряжения;
2 тупая форма зубьев прямоугольный треугольник вызывает смятие волокон, а не перерезывание их при вдавливании Бульдога.
Сортамент Бульдогов и допустимые для них усилия приведены в табл. 3.
Сборка конструкций на Бульдогах производится аналогично сборке конструкций на зубчато-кольцевых шпонках.
Для затяжки узлов применяется специальный ключ. При одностороннем отгибе зубьев вдавливание шайб Бульдог производится специальными прессами.
В сборно-разборных стержневых конструкциях при применении односторонних шайб Бульдог сборка может производиться простым сбалчиванием узлов, окованных путем предварительного запрессовывания Бульдогов когтевой шайбой.
2 Шпонка Буффо инж. Форсель
Шпонка Буффо представляет собою квадратную пластинку из тонкой стали с кольцевым двух-
't
а
6
Фиг. 41
сторонним гофром. В центре пластинки имеется отверстие для болта фиг. 41.
При запрессовывании шпонки гофр ее вдавливается в древесину, не перерезая волокон.
Болт плотно примыкает к стенкам отверстия в шпонке.
При работе шпонки усилие, передающееся через гофр, вызывает растяжение болта. При разрушении сопряжения происходят смятие древесины под гофром шпонки и заклинивание ее между досками, причем болт начинает работать на срез.
Сортамент шпонок Буффо и допускаемые на них усилия приведены в табл. 4.
Таблица 4
Сортамент шпонов Буффо
Болт в дюймах
Шпонка в мм
Шайба
Усилие на 1 шпонку в ш
Вес
шпонки
в пг
размер
тол
щина
Va
75 х 75
50 X 50
4,5
0,75 1,00
0,061
б8
85 X 85
65 X 65
6,5
0,90-1,25
0,086
84
85 X 85
76 X 75
1,0
1,00-1,50
0,086
7в
100 X 100
90 X 90
,0
1,50-2,25
0,120
1
115 X 115
100x100
9,0
2,00-3,00
0,186
Толщина металла 2,0 1,5 мм.
В некоторых случаях при установке шпонок применяется предварительное выбирание желобков для более полного заглубления гофра. Шпонки Буффо еще более, чем шайбы Бульдог, нуждаются в мощной стяжке уела болтом; размеры и жесткость внешних шайб и самого болта должны быть достаточными для того, чтобы обеспечить полное вдавливание шайб Буффо в древесину сопрягаемых досок бее заметного вдавливания внешних шайб и без вытяжки болта. Полученное в сборке обжатие шайб Буффо совершенно исчезает, если применен сырой или полусухой лес.
Использование шпонок Буффо у нас ограничено затруднительностью достижения плотной стяжки узлов и необходимостью применения значительного количества специальной штампованной стали и тщательно высушенного леса.
В небольшом количестве шпонки Буффо применялись в Германии и у нас на Днепрострое, где они показали плохие результаты в работе с недостаточно сухим лесом.
8 Скоба Гетцера
Скоба Гетцера состоит из двух пластинок с болтовыми отверстиями и ребрами, отогнутыми перпендикулярно плоскости пластинки фиг. 42 и 43.
шпонки
8Т
Усилие в сопряжении воспринимается ребрами скобы и передается смятием болтового отверстия на болт, работающий на среэ по плоскости соприкосновения смежных скоб.
Сборка конструкции производится следующим образом.
На соединяемых элементах размечаются места постановки скоб и выбираются гнезда для ребер скоб. После закладки скоб на каждой из соеди-
Ч-
Фиг. 42
Фиг. 43
няемых досок производится стяжка узла. При этом между досками элементов остается расстояние, равное двум толщинам пластинки. Иногда для пластинки скобы также выбираются гнезда, тогда плоскости элементов сходятся вплотную. После установки скоб болтовые отверстия предварительно заготовленные преуменьшенного размера развертываются для обеспечения плотного примыкания стержня болта к пластинкам, всех сопрягаемых скоб.
4 Вкладыши Грейма
В процессе своего развития форма вкладышей и когтевых скоб Грейма претерпела ряд изменений и упрощений. Первоначально вкладыш Грейма имел вид скобы, аналогичной скобе Гетцера, но вместо сплошных ребер имеющей зубья фиг. 44. В
7Г
к
о
та Iу
1
Фиг. 44. Шайбы Грейма варианты
Фиг. 45
при помощи односторонних вкладышей Грейса, чем и достигается полная разборность сопряжения.
Вкладыш Грейма в виде скобы работает аналогично скобе Гетцера. У вкладыша же в вида
а
-Пружина
б
Фиг. 46
дисков нижняя сплошная часть вкладыша работает как тарельчатая шпонка. Некоторая доля усилия воспринимается зубьями.
Сопряжение на вкладышах Грейма довольно мощно и жестко, но врезка вкладыша и закола-
дальнейшем вкладыш получил форму чугунных парных дисков фиг. 45, снабженных зубьями для более плотного сопряжения с деревом. Между собой диски соединяются системой пазов и валиков. В первоначальных вариантах вкладыша для сопряжения дисков между собой применялась пружина, устанавливаемая в специальные пазы, выбранные в шпонках фиг. 46.
Для соединения с металлическими накладками применяется односторонний вкладыш Грейма фиг. 47 со втулкой в центре диска, обеспечивающей.передачу усилия со вкладыша на накладку подобно тарельчатой шпонке и односторонней шайбе Бульдог. В этом последнем виде вкладыш Грейма применяется в шарнирных узлах сборных деревянных конструкций Сименс-Бауунион фиг. 48 и 49.
Накладки шарнира, служащие для соединения всех элементов уела, соединяются с последними
Фиг. 47
чивание зубьев сильно ослабляют сечение рабочих элементов и в работе, особенно при многорядовой постановке, способствуют продольному раскалыванию их. При помощи системы пазов и валиков, расположенных на тыльных сторонах дисков и входящих друг в друга, усилие передается с одной половины вкладыша на другую. При плотном смыкании пазов и валиков болт нужен только для стяжки соединения.
При усушке сопрягаемых досок или брусьев диски раздвигаются и валики выходят из пазов. В этом случае болт начинает работать на срез и изгиб.
Односторонний вкладыш Грейма работает аналогично тарельчатой шайбе с той разницей
Фиг. 48. Der Bailing. 1929 г.
88
Ю. М. ИВАНОВ
что на срез между накладкой и вкладышем работает втулка вкладыша.
В практике германского строительства точность заготовки гнезд в деревянных частях обеспечивала большую плотность сопряжений на вкладышах Грейма. Сверление болтовых отверстий шпоночных гнезд производилось с точностью, допускающей даже многорядовую постановку весьма точно заготовленных металлических литых вкладышей. По болтовым отверстиям производилось сверление отверстий для дисковых частей вкладышей. Вдавливание зубцов производилось без предварительного рассверливания гнезд путем заколачивания кувалдой через прокладку. Для больших размеров вкладышей под зубья засверливались отверстия наполовину необходимой глубины и в заготовленные отверстия забивались вкладыши.
Фиг. 49. Накладки Грейма
В случае применения для неразборных сооружений вкладыш Грейма, требующий довольно значительного количества металла в сложном и точном литье и крайне точной разметки и точного сверления гнезд в деревянной заготовке, не имеет никаких преимуществ перед зубчатыми и ромбически-кольцевыми шпонками.
Применение вкладышей Грейма при условии высокой степени индустриализации производства работ по типу Сименс-Бауунион представляет интерес для сборно-разборных конструкций.
5 Стыковые накладки системы Грейма фиг. 49
Детальных сведений о работе накладок Грейма нет. Накладки снабжены зубьями того же типа, что и вкладыши системы Грейма, и обладают теми же особенностями в работе.
Сложность изготовления самой накладки и сложность ваготовки деревянных элементов, повидимому, не оправдывается какими-либо специальными преимуществами этого типа сопряжения, если не считать его разборность.
ЛИТЕРАТУРА А. Русская литература
1. Б р о н н е к, Деревянные конструкции, М. 1930 г.
2. Г е с т е ш и, Деревянные сооружения, М. 1931 г.
3. Керстен, Современные инженерные деревянные конструкции, М. 1932 г.
4. Ф е р с т е р, Справочник инженера-строителя, М. 1930 г.
5. Кузнецов А. В., Узловые сопряжения деревянных ферм, 1932 г.
6. Карлсен Г. Г., Исследование кольцевой шпонки Тухшерера, М. 1925 г.
7. П а т о н Е. О., Деревянные мосты, Киев 1921 р.
8. П а т о н Е. О., Клех Е. А. и др., Кольцевые соединения, М. 1932 г.
9. Иванов В. Ф., Деревянные конструкции гражданских сооружений, М. 1933 г.
10. Журнал Строитель, М. 1930 1933 гг.
11. Журнал Строительная промышленность, М. 1932 1933 гг.
Б. Иностранная литература
1. J a k s о n, Ingenieur-Holzbau, 1921.
2. F г i с к-К noil, Die Konstruction von Hochbau
3. Daub, Hocbbaukunde.
4. Seitz, Grundlagen des Ingenieurholzbaues.
5. Schchterle, Ingenieurholzbauten bei den B. D. Stuttgart.
6. Zeitscbrilt: Bautechnik, 1928 1933.
ten.
R.
7.
Bauwelt, 1928 1933.
8.
Bauingenieur, 1927 1933.
9.
Bauzeitung, 1929.
10.
Eng. News-Record, 1932 1933.
И.
VDI, 1929 1933.
12.
Schweizerische Bauzeitung, 1930 1933.
13.
В а г Ь е г о t, Constructions civiles, 1930.
Иною. Ю. М. ИВАНОВ
V. ГЛАДКО-КОЛЬЦЕВАЯ ШПОНКА
1. Общие сведения
Гладко-кольцевая шпонка получила широкое распространение в Германии с 1913 г., где она известна под навванием шпонка Тухшерера.
В СССР кольцевые шпонки Тухшерера были впервые применены в 1923 г. для конструкций павильона Госсельсклада на Всесоюзной сельскохозяйственной выставке.
Опыт применения гладко-кольцевых шпонок в СССР привел к значительному числу аварий. Хотя основной причиной их по большей части было низкое качество производства работ и применявшихся лесоматериалов.
Основным недостатком гладко-кольцевой шпонки является высокая жесткость работы преимущественно на скалывание, приводящая при наличии рыхлых деформаций к весьма круп
ным перенапряжениям и в результате к значительному снижению запаса прочности. Равномерная работа соединений может быть достигнута лишь при высокой точности изготовления, тщательной разметкой и центрировкой при высверливании кольцевых дорожек. Наличие на строительстве высококвалифицированного технического надзора, опытных кадров, необходимого механизированного оборудования и высококачественного лесоматериала является непременным условием при применении конструкций на гладко-кольцевых шпонках.
При условии высококачественного выполнения конструкции на гладко-кольцевых шпонках обладают следующими достоинствами:
1 дают незначительную величину пластических деформаций и не дают провисания 6 течением времени;
ГЛАДКО-КОЛЬЦЕВАЯ ШПОНКА
89
2 являются сборно-разборными и допускают предельно расчлененный процесс изготовления; при наличии надлежащего оборудования возможны широкая механизация работ по гнутью колец и высверливанию дорожек и централизация изготовления элементов конструкций, сборка которых может производиться на месте без шаблона как в горизонтальном, так и в вертикальном положении;
3 экономичны как по весу древесины в среднем для покрытий коэфициент использования сечения от 0,7 до 0,8, кев от 3,2 до 4,5 и металла от 3,5 до 6, так и по невысокой стоимости изготовления благодаря механизации производства работ;
4 позволяют точно центрировать узловые соединения и воспринимают усилия независимо от их знака при статическом действии нагрузки.
Являясь мощным соединением при работе вдоль волокон, гладко-кольцевая шпонка требует однако большого снижения допускаемого напряжения при работе под углом, что ограничивает рациональные углы примыкания элементов пределами от 0 до 45.
При этом на каждой половине кольца происходит передача приблизительно половины усилия и каждое полукольцо работает как криволинейная шпонка.
В результате в разрезном кольце в передаче усилия участвуют теоретически вдвое большиепо площади участки соединяемых элементов t чем в замкнутом кольце, почему разрезное ко Ль-
S. Работа гладко-кольцевых шпонок ПОД цо воспринимает значительно большее усилие,
действием усилий
1 Различие в работе разрезного и замкнутого
кольца
Растяжение или сжатие замкнутого кольца зависит не от направления действующего в соединении усилия растяжение, сжатие, а от со-
чем неразрезное.
2 Работа кольца как шпонки
Полный опрокидывающий момент 2Мг слагается из опрокидывающих моментов на каждом полукольце фиг. 2:
1
а р.
1
Кольцо
растягивается
а5
Кольцо
снимается
'Кольцо
расширилось
Кольцо
сузилось
этот момент погашается трением на поверхностях смятия и работой стяжного болта.
Назначение болта, плотно стягивающего соединяемые элементы, улучшить работу на скалывание, осложняемое отдиранием волокон вследствие наличия сил трения.
8 Запас прочности и характер разрушения соединений
Фиг. 1. Схема работы замкнутого и разрезного кольца
отношения величин смещений а и р, указанных на схеме фиг. 1, включающих как прозор между кольцом и стенками дорожки, так и упругие и неупругие деформации последних.
Диаметр разрезного кольца, также в зависимости от соотношения величины смещений а и , уменьшается или увеличивается до тех пор3 пока кольцо не будет зажато в кольцевых дорожках соединяемых элементов фиг. 1.
Запас прочности кольцевых соединений в существенной мере зависит от качества выполнения. При соблюдении указанных ниже требований, обеспечивающих необходимую точность изготовления, при испытании двухрядовых стыков был получен коэфициент запаса около 2,4 по отношению к nj 80 кгсм2.
Работа однорядовых растянутых стыков сопровождается отгибом концов наружных накладок вследствие значительного влияния дополнительного момента и, как показали испытания, является довольно неравномерной.
Возможное снижение коэфициента запаса в однорядовых растянутых стыках учитывается коэфициентом уменьшения допускаемого напряжения 0,8, введенном в примечании к 107 ТУ и Н.
90
Ю. М. ИВАНОВ
Характер разрушения растянутых соединений зависит от толщины соединяемых элементов. При большой толщине доски фиг. 3 и 4 разрушение происходит от чистого скалывания, при малой толщине ее от скалывания с разрывом части волокон или так называемого выкалывания средней части доски фиг 5 и 6.
ъ,.' ■ Л LJ'1 ; ‘ : : “ ■ Фиг. 3. Разрушение при растяжении'от чистого скалывания
При работе на сжатие кольцевое соединение имеот повышенный запас прочности по сравнению с растянутым стыком вследствие более равномерного распределения скалывающих напряжений и невозможности скалывания крайнего участка, соответствующего так называемому концу доски в растянутом соединении.
4 f дЛ
-Л-Г' ’: -WЛ' -''■
Фиг. 4. Разрушение при растяжении от чистого скалывания
3. Расчетные данные и сортамент шпонок
Допускаемое на кольцо усилие определяется по смятию на некоторой условной площади, равной произведению ширины кольца Ьк ш на внутренний диаметр его а0 по формуле:
Т к.ш к.шо ие0 2
гДе пса принимается в зависимости от угла смятия.
Расчет необходимого числа и диаметра кольцевых шпонок производится по графикам допускаемых усилий. На Фиг. 5. Разрушение при фиг. 7 и 8 приведены растяжении от выкалы- графики, составленные вания средней части дос- д£в08Душно-сухой сосны и дуба.
Размеры кольца берутся по нормальному сортаменту из табл. 1.
Ширина его ЬшШ должна быть не более 0,20 J0 и не менее 2 см.
В одной и той же конструкции все кольца одного диаметра должны иметь одинаковую ширину.
Врезка колец в соединяемые части на различную глубину не разрешается.
Разрез кольца делается прямой.
Ослабление сечения одним кольцом принимается равным произведению наружного диаметра кольца на половину его ширины по формуле:
Ь;
0 Ь ск.ш-
3
В присоединении растянутых элементов расчетное усилие, действующее в ослабленном сечении, принимается равным полному усилию элемента, а в присоединении сжатых элементов полному усилию, уменьшенному на величину половины усилия, воспринимаемого кольцами, ослабляющими опасное сечение.
При расчете соединений растянутых элементов в соответствии с указанной выше возможной деформацией разрушения необходима дополнительная поверка толщины доски на выкалывание средней части по формуле фиг. 10 11
с
320dobK.w 9,42djj72a ,mj1”02
24 si s2 110 do de 0,3' 110 Ьк.ш 0,2 dp dg 0,3 24' ®i -H S21 b 1 i0 do dg 0,3
Фиг. 6. Разрушение при растяжении от выкалывания средней части доски
Указанная поверка может быть опущена, если толщина доски более приведенной в табл. 2 при ширине доски, меньшей или равной 26 Ьм.
4. Стыки
Типичным соединением растянутых элементов является двухрядовый стык, наиболее рациональный как в отношении работы под действием усилий, так и по использованию сечения.
Однорядовые растянутые стыки не рекомендуются по причине неравномерности их работы вследствие указанного выше влияния дополнительного изгибающего момента.
При трехрядовом стыке допускаемые на кольца усилия должны быть снижены умножением на коэфициент к 0,9 ТУ 111 х.
Накладки в стыках, как правило, делаются из досок той же толщины, что и основные доски.
В стыке составного элемента усилие, приходящееся на отдельную доску, принимается пропорциональным числу врезанных в нее колец. Например в досках двойного элемента фиг. 12 действуют различные усилия: в крайних досках о N N „ , N N
2 , в средней доске 4.
Указанное неравномерное распределение усилий должно учитываться при поверке напряжений.
Стыки поясов следует располагать возможно ближе к узлам. Наиболее целесообразно совмещать растянутые стыки с узлами фиг. 19.
1 По результатам испытаний разрушающие усилия пропорциональны числу рядов.
ГЛАДКО-КОЛЬЦЕВАЯ ШПОНКА
91
ткш
Фиг. 7. График допускаемых усилий на кольцевую шпонку для воздушно-сухой сосны
се
в см
к.ш в см
к.ш в см
ПЛОЩ.
ослабл.
в см
Наименьший размер доски
в см
Наимень
ший
диаметр
болта
в см
cLq в см
Ьк.ш в см
СК.Ш
в см
Площ.
ослабл.
в см
Наименьший размер доски
в см
Наимень
ший
диаметр
болта
в см
Ь
с
а
Ь
С
а
22
4.5 4,0
3.5
0,7
0.6
0,6
53
46
41
26
7
6
6
4,5
4
4
2,2
2,2
1,9
16
3,0
2,5
0,5
0,5
26
21
20
4,5
4
3
а
М
1,6
20
4,
3,0
м
М
42
37
32
24
6
6
4,5
4
4
4
1.9
1.9
1.9
14
2,5
2,0
0,5
0,4
19
15
18
4
3
3
3
1.2
1,2
12
2,0
0,4
13
15
3
2,5
1,2
18
3.5 3,0
2.5
0,6
0,5
0,5
33
29
24
22
6
4,5
4
3.5
3.5
3,а
1,6
1,6
1,6
10
2,0 0,4
13
13 3 2,5
1,2
92
Ю. М. ИВАНОВ
Ткшйъ о
10
е
8
7
В
5
4
3
2
0е 0 20е 30 40е 50е 60 70 80 96й
Фиг. 8. График допускаемых усилий на кольцевую шпонку для воздушно-сухого дуба
do в см
Ьк.ш в см
Ск ли в см
Площ.
ослабл.
в сле2
Наименьший размер доски
в см
Наимень
ший
диаметр
болта
в см
do
в см
Ьк.ш
в см
в см
Площ.
ослабл.
в см
Наименьший размер доски
в см
Наимень
ший
диаметр
болта
в см
Ъ
с
а
Ъ
с
а
16
3,0
2,5
0,5
0,5
26
21
20
4,5
4
3
3
1,6
1,6
22
4.5 4,0
3.5
0,7
0,6
0,6
53
46
41
26
7
6
6
4,5
4
4
2,2
2,2
1,9
14
2,5
2,0
0,5
0,4
19
15
18
4
3
3
3
1,2
1,2
20
4.0 3,5
3.0
0,6
0,6
0,5
42
37
32
24
6
6
4,5
4
4
4
1.9
1.9
1.9
12
2,0
0,4
13
15
3
2,5
1,2
18
3.5 3,0
2.5
0,6
0,5
0,5
33
29
24
22
6
4,5
4
3.5
3.5
3.5
1,6
1,6
1,6
10
2,0
0,4 J 11 13 3
2,5
1,2
ГЛАДКО-КОЛЬЦЕВАЯ ШПОНКА
93
Таблица 1
4-4B-4fi- 4ft
1C
1
CZ_J Cl113 t
Sf ■ Л Sz У
Hr,
Ага
Фиг. 9
Нормальный сортимент кольцевых шпонок
Вну-
трений
диа
Ши
рина
Тол
щина
Площадь
ослабле
ния
Пло
щадь
ЛМЯТРГСГ
Длина
железной
полосы
Вес
кольца
Мини
маль
ный
диа
метр
болта
в см
Шайба
Наименьший размер доски
si
S2
метр
do
В СЛС
Ъ
в см
с
в см
do 2с В см
имл IШ1 do Ъ
в см
для
кольца
в см
9 в яг
в см
Ъ
в см
с
в см
в см
в см
22
4.5 4,0
3.5
0,6
0,5
0,5
52
46
40
99
88
77
69,4
1,47
1,09
0,96
2,2
2,2
1,9
8 X 8 X 0,6 8 X 8 X 0,6
7 X 7 X 0,5
26
7
6
6
29
29
29
35
35
35
20
4.0 3,5
3.0
0,5
0,5
0,4
42
37
31
80
70
60
63,1
0,99
0,87
0,60
1.9
1.9
1.9
7 X 7 X 0,5 7 X 7 X 0,5 7 X 7 X 0,5
24
6
6
5
26
26
26
32
32
32
18
3.5 3,0
2.5
£’5
0,4
0,35
33
28
23
6S
54
45
56,8
0,78
0,54
0,39
1,6
1,в
1,6
6 X 6 X 0,4 6 х 6 X 0,4 6 X 6 X 0,4
22
6
5
5
23
23
23
29
29
29
16
3,0
2,5
0,4
0,35
25
21
48
40
50,5
0,48
0,35
1,6
1,6
6 X 6 X 0,4 6 X 6 X 0,4
20
5
4,5
21
21
26
26
14
2,5
2,0
0,35
0,3
18
15
35
28
44,2
0,30
0,21
1,2
1,2
4.5 X 4,5 X 0,3
4.5 X 4,5 X 0,3
18
4
3,5
18
18
22
22
12
2,0
0,3
13
24
38,0
0,18
1,2
4,5 X 4,5 х 0,3
15
3,5
16
и
10
2,0
0,3
11
20
31,7
0,15
1,2
4,5 X 4,5 X 0,3
12
3,5
13
и 1
'Примечание. При резке полос железа для изготовления колец необходимо учитывать вытяжку при гнутье
Таблица 2 Наименьшие допускаемые толщины досок
Размеры шпонок
Наименьшая толщина доски с в СМ
do
и
Ctf.ш
одно
двух
трех
К.Ш
рядовые
рядовые
рядовые
в см
В СМ
В см
соедине
ния
соедине
ния
соедине
ния
14
2,5
0,35
4,5
6,0
2,0
0,3
4,0
5,0
■ 12
2,0
0,3
4,0
5,0
6,0
10
2,0
0,3
4,0
5,0
6,0
Фиг. 10
При таком расположении стыка:
а уменьшаются дополнительные напряжения от изгиба в поясных досках вследствие уменьшения их высоты;
Фиг. 11. Схема к расчету на выкалывание средней части доски
94
Ю. М. ИВАНОВ
б ослабляется влияние нераэреэности поясов, получающих возможность некоторого поворота в узлах;
в отсутствуют дополнительные усилия в нижнем поясе, возникающие при расположении стыков в панелях вследствие излома оси пояса для строительного подъема.
Фиг. 12. Схема стыка составного элемента на кольцевых шпонках
Увеличение числа стыков компенсируется:
а меньшей шириной поясных досок, сечение которых подбирается по ослаблению стыковыми кольцами;
б применением лесоматериала меньшей длины;
в удобством конструирования примыкания решетки, так как число досок в узле получается на одну больше.
5. Узлы
Узел 1 фиг. 13 применяется в рамах и арках криволинейного и полигонального очертания.
Плоскость опоры назначается перпендикулярной к среднему направлению кривой давления.
Преимущество: отсутствие специальных металлических частей при достаточной шарнирности опоры вследствие деформаций древесины.
Узел 2 фиг. 14 с трехлобовым упором и концевыми накладками в раскосе. Напряжение смятия по площадке ОС равно:
п ir-vrs 667 70,5 кгсм-
Преимущества: передача поясного усилия в лобовой упор, малая ширина досок в поясах и раскосе.
Недостаток: длинный выступающий конец раскоса.
Узел 3 фиг. 15 с прокладками в упор.
Преимущество: поясное усилие передается в лобовой упор.
Недостатки: примыкание раскоса под значительным углом; работа накладок на сжатие и изгиб вызывающая часто необходимость применения дуба.
Увел 4 фиг. 16 коньковый.
Между концами раскосов должен быть оставлен провор и на них не должен опираться прогон это достигается путем подрезки прогона или подкладки отрезков досок на поясах.
При больших углах наклона верхнего пояса необходимо центрировать торцевые площадки по оси, соединяющей центры колец.
Преимущество: передача поясного усилия в лобовой упор.
Узел 5 фиг. 17 о трехлобовым упором.
Преимущество: малая ширина досок решетки. Работа кольцевой шпонки вдоль волокон.
ГЛАДКО-КОЛЬЦЕВАЯ ШПОНКА
95
Недостатки: большое расстояние между досками нижнего пояса, большое количество узлов
4 Ли. 14025
4 5.016. г -т 1 в нижнем поясе, сжатые элементы раскосы имеют большую длину.
Увел б фиг. 18.
15,80
Лкш. 20x20 ‘ Б.ф 2
Фиг. 17
лтл
L -25,0 Увел 7 фиг. 19 с совмещенными стыками. Стойка уперта в узловые прокладки и не входит в основную рабочую схему фермы, так как передает только узловую нагрузку.
Преимущество: малое число узлов нижнего пояса.
Б. 16 Фиг. 18
Преимущества: простота конструкции без прокладок и врубок, примыкание стойки к раскосу под малым углом.
Недостатки: те же, что и в увле 5. Работа колец под углом.
4 к и. 14020 4К.Ш.ШЧ
В ф2 2 14020
6. Ф 6 фиг. 19
4 Нш 140 20 6 ф 12
Недостаток: примыкание раскосов под значительным углом.
Выгодно применять при малых усилиях в решетке нижняя схема.
6. Требования к изготовлению кольцевого
соединения
Как уже было отмечено выше, при изготовлении кольцевых соединений должны быть обеспечены большая точность раэметки, производимой как правило, по центровикам, а также большая точность центрирования при высверливании кольцевых дорожек и точный перенос центра с одной пласти доски на другую х.
Кольцевые дорожки и кольца должны иметь правильную форму и размеры, что достигается надлежащим оборудованием и тщательным производством работ.
Фиг. 20
Фиг. 21
Наиболее существенными недостатками плох выполненных кольцевых соединений являются:
1 неравенство поперечных размеров внутренний и наружный диаметр кольцевых дорожек данного диаметра;
2 отсутствие прозора в разрезе кольца, заложенного на место.
Первый недостаток, как нетрудно уяснить иа схем фиг. 1, приводит к преимущественной пере
1 Наилучшим образом обеспечивается при применен нии машинки инж. В. С. Фрыгина.
М. М. ХОРЬКОВ
даче усилия только на одной половине кольца фиг. 20.
Второй недостаток может привести к тому, что кольцо будет работать как замкнутое.
В первом случае получающаяся вначале перегрузка рабочих частей приводит к увеличенным.деформациям, в результате которых усилия несколько перераспределяются и в работу включаются ранее не нагруженные части фиг. 21. Однако скалывание сильно перегруженной части наступает все же ранее, чем выравниваются усилия, в результате чего запас прочности существенно снижается.
От первого недостатка свободны конструкции, изготовленные с помощью машинок Фрыгина и Черемухина, имеющих гнезда для резцов, -благодаря которым при последовательных установках резцов расстояние между ними не может меняться.
Второй недостаток устраняется при самом изготовлении колец при проверке их размеров.
Смыкание прозора в кольцах при недостаточной величине его может произойти также вследствие усушки древесины. Для обеспечения провора при применении полусухой древесины величина его должна быть не менее 0,10i0.
ЛИТЕРАТУРА
1.Карлсен Г. Р., Исследование кольцевых яппонок Тухшерера, М. 1925 г.
2. Гестеши, Деревянные стропильные конструкции, пер. с нем., М. 1925 г., стр. 134 151, 300 303, 320.
3. Каменцев П. Я., О работе кольцевых шпонок. Доклад на I Всесоюзной конференции по инженерным деревянным конструкциям, 1931 г.
4. Иванов Ю.М., Действительная работа деревянных конструкций по результатам опытных исследований. Доклад на I Всесоюзной конференции по инженерным деревянным конструкциям, 1931 р.
5. Патон, Клех, Дятлов, Опытное исследование соединений элементов деревянных конструкций, М. 1931 г.
6. Иванов Ю. М., Причины случаев недостаточного запаса прочности деревянных конструкций, Строит, пром. 8, 1931 v. эта статья помещена в приложении к книге К е р с т е н, Современные деревянные конструкции, М. 1932 г., стр. 396 407.
7. Иванов Ю. М., Изготовление деревянных конструкций на кольцевых шпонках, Строит, пром. 3, 1932 г.
8. Фрыгин В. С., Рациональный способ изготовления деревянных ферм на кольцевых шпонках, Стрэит. пром. 3, 1932 г.
9. Патон, Клех, Дятлов, Добронецк и й, Кольцевые соединения, М. JI. 1932 г.
10. Иванов Ю. М., Опытное исследование сопряжений на кольцевой шпонке. Сектор испытаний ЦНИПС, 1932 г.
11. Иванов Ю. М., Влияние недостатков изготовления на работу кольцевых соединений, Строит, пром. 5, 1933 г.
12. Иванов Ю. М., Работа соединений на кольцевых шпонках при растяжении и сжатии, Строитель 1, 1934 г.
13. Иванов Ю. М., Тухшерера кольцо. Техническая Энциклопедия, стр. 354, 1934 г.
14. L е w е, Die Berechnung des geschlitzten Ringdubels. Der Holzbau, 1920 r.
Вш М. М. ХОРЬКОВ
VI. ЗУБЧАТО-КОЛЬЦЕВАЯ ШПОНКА 1. Общие сведения
Зубчато-кольцевые шпонки применяются для -сопряжения под любым углом дощатых элементов в увлах сквовных деревянных конструкций. На фиг. 6, 7 и 8 показаны сопряжения на кольцевых шпонках в собранном и разобранном виде: да фиг. 6 под углом 90, а на фиг. 5 под углом 0.
При вначительной равнице в плотности сопрягаемых досок вубья погружаются в более мягкую древесину на 2 3 мм глубже, что однако не только не ухудшает работы сопряжения, но, напротив, обеспечивает его равнопрочность на смятие.
Благодаря тому что формирование гневда происходит одновременно с погружением шпонки в древесину, сопряжения на вубчато-кольцевых шпонках обладают большой плотностью, равной примерно плотности гвовдевых сопряжений и постоянной по всем радиальным направлениям
Шпонка имеет вубцы несимметричной формы фиг. 1, 2, 3 и 4, режущая кромка которых ваострена для того, чтобы при погружении они не рвали волокон древесины.
Сопряжения на вубчато-кольцевых шпонках не требуют сверления или выревывания дорожек; сборка производится путем вдавливания шпонок в цельную древесину. Зубья шпонки вдавливаются в каждую из сопрягаемых досок на глубину, равную половине высоты шпонки фиг. 7, 8.
кольца. Большая плотность сопряжений на вубчато-кольцевых шпонках повволяет им воспринимать знакопеременные усилия. Последнее обстоятельство особенно ценно в арочных и рамных, а также в пространственных стержневых конструкциях.
Дробное приложение усилий и большие равмеры поверхности, сопротивляющейся скалыванию, исключают опасность раврушения сопряжений на зубчато-кольцевых шпонках от скалы
ЗУБЧАТО-КОЛЬЦЕВАЯ ШПОНКА
97
вания; испытания показали, что разрушение сопряжений всегда наступает от смятия древесины при соответствующих деформациях ивгиб
и скручивание стенок самой шпонки. Фиг. 9 показывает, что благодаря влиянию зубчатокольцевой обоймы болт не раскалывает и не
Фиг. 4
скалывает конца доски даже в стадии разрушения всего сопряжения. Фиг. 10 иллюстрирует вовможиость концентрической постановки пары вуб-
Фиг. 5
чато-кольцевых шпонок около одного болта; и в этом случае разрушение также характеризуется не скалыванием, а смятием древесины.
Фиг. 6
Удельное ослабление сечения доски от погружения шпонки в древесину, отнесенное к единице воспринимаемого усилия, меньше, чем у других видов соединений.
Сопротивление сопряжения на зубчато-кольцевых шпонках сдвигу определяется сложным сопротивлением смятию древесины, сопротивлением изгибу и скручиванию самой шпонки и силами трения. Определение допускаемого усилия на шпонку аналитическим путем представляет
трудно разрешимую задачу. В табл. 1 приведены величины допускаемых усилий, установленных на основании лабораторных испытаний, которыми и следует руководствоваться при расчете Сопряжений.
Фиг. 8
Приведенные в таблице допускаемые усилия на одну шпонку действительны при всех углах работы шпонки в воздушно-сухой сосновой древесине марки 1. Эти усилия учитывают и работу болта. Если применяется древесина других пород и качества, не соответствующего классу сооружения или более влажная, то допускаемые
Фиг. 9
усилия снижаются умножением на коэфициенты, приведенные в ТУ и Н. В конструкциях, не защищенных от действия влаги, следует применять оцинкованные шпонки, в защищенных же конструкциях покрывать шпонки лаком.
Сечение болтов подобрано с расчетом на плотную стяжку сопряжения; размеры диаметров
Данные для расчета сопряжений на зубчато-кольцевых шпонках
98 Mr М. ХОРЬКОВ
е
Г
3
ь.
s
D К И g
ЭЙ
R гН
8si9
Эияйв
л g а © g
Иовй 3
о К з
f СЙ О О QQ
8я
е Й Н м рн 2
W
ф S
4 Ю Св 9 и й
Л о
и D И
1Э
SiS
Д SiS
О 0
А
Я
А
а
2
со _ св Р.о © Д Ё а о
hQ О
И о о 1С Я а
св
W
I
К
св
Н
а
л
о
зй
св
я 3
D Ю
S
СО
Св
Рн
1 а 5
св с_, н
я S
So
IS
Пав В
3
£ и
2
Ян й
ён
IO D О
м а о
за
а
к
Si
о В Ен 5
св
Я
р 55 м
Si
Bi
р, ©
csH'ti
-н D _
s'S
5 rrj й
Ц
В
S0S880S8S
cooocaotocoift г-н тн ев са со со со
оовооовоо ООО
о оо оГ сооо о csT счГ сГ са
г-1 rtiHHN W М М М
ООООООООО
ъпоаос'Фососс
rlrlnnN И
OOOesivOtOi СОС ЧгНтНгтНСвСЧСЧ
iftlOO
SOSCiCDCOrHOOO о -1 1СТМкО 00
О1 о О О о о гГ Г1 -
о £а
Е я
о w
El О м
Е
Й м
2 з й
я 03 п 2
о Ч Я
_ со со
о
и
о
и а
и 1Л1Я ю
д СО О Св
И
и D
сГсГосГ Г r-Г -Г т- т-
ххххххххх
ю о о Ож о о ГаГсГ-ГсГсо,Г пИНин
ХХХХХХХХХ ЛЛОО.ООО ©;о ч еГ ьГ аГ о -Г со со “
Г-Ь-ООСОСОСО N см 1 Ю 00 00
1-Г 1-Г i-н r-t СО оГ СГ оГ CsT
Е о о ю t 05 Ов
м esTco
св
н о
2
В 11 ■ 1 Г t
Я XXX й ©о о о ссГсоьГ
О
р XXX я о_о_ сосоьГ
и ГЧТ1Ч
н
a
15 ЕГ
ЯО О А
о со со со
к
сосо'фаоааосою 0000Ли ООООООООО
О ев юо ев t-coo © со со о
ч Ю СО оГ г-Г N 'ф in ьГ ьГьГкЛ
Н Т-1 г-1 гч Н НИН
NCOMkCkR ЮЮЮЮ
О О Ф NN N N h 1 rir-IHC4C.ClClCC1
соооосоФсооооев
НПНрчМ W
о
и
о
Л
н
св
о
о
н
о
3 о р к a
о
и
о
о
а
И
я
я
й
Й
W
р.
и
о
о
о
Е-
а
о
св
04
о
к
И
о
К
1
о
о
л
R
о
н
3
о
н
н
и
аз
з4
а
о
си
Я
W
О
R
о
св
О
2 s св а
К Я О Н
Н Й Р
О
SNN
счГ еГ ев
'Ф ев е
г- гч И
и О ю S Л 5
Н
00
сво
8
Dg
S 0 W я
tT R
®s
H Я о
Oi z
eg
H
Ю
болтов не должны уменьшаться даже в том случае, если шпоночное соединение не работает на полное расчетное усилие сдвига. Размеры плоской шайбы должны предотвратить коробление досок и обеспечить равномерную плотность шва по всей его поверхности.
Фиг. 10
2. Проектирование конструкций на зубчатокольцевых шпонках
Проектирование конструкций на зубчато-кольцевых шпонках весьма несложно. После статического расчета конструкции по полученным усилиям подбираются по табл. 1 шпонки, затем проверяются крепость элементов в наиболее ослабленном сечении и их устойчивость. Никакой проверки местных напряжений в соединении не требуется.
3. Сборка конструкции
Сборка деревянных конструкций на зубчатокольцевых шпонках производится в следующем порядке.
1 Заготовленные по шаблонам элементы фермы должны иметь центровые болтовые отверстия, заранее точно засверленные. Ферма собирается путем последовательного нанизывания досок и зубчато-кольцевых шпонок на центровые стержни болтовых сжимов фиг. 5, диаметр которых в точности соответствует диаметру засверленных центровых отверстий и стяжных болтов. Центровые болтовью отверстия в элементах фермы могут быть засверлены после ее монтажной сборки. За сверловкой следуют разборка фермы и закладывание шпонок. Такой способ сквозного сверления гарантирует точное совпадение между отверстиями в элементах. Необходимо следить за тем, чтобы отверстия были перпендикулярны к плоскости фермы, иначе стержень сжима при запрессовке шпонок будет изгибаться, что затрудняет работу. В этом отношении предпочтение следует отдать сверлению центровых отверстий в каждой доске порознь по шаблонам с направляющими кондукторами. И в том и другом случаях сверление буравами нежелательно, так как дает отверстия с рваной поверхностью, весьма затрудняющей закладку и выдергивание стержня сжима. По установке во всех узлах фермы сжимов производится запрессовка узлов посредством завинчивания гаек трещеточным ключом фиг. 5 до плотного смыкания всех элементов.
Силы трения, возникающие между гайкой и шайбой при вдавливании шпонки в древесину, сильно затрудняют стяжку узлов. Поверхностная
ЗУБЧАТО-КОЛЬЦЕВАЯ Ш ПОП ГСА
99
смазка при больших напряжениях выжимается и мало помогает. Нормальная работа запрессовки может быть обеспечена болтовым сжимом с проложенным между гайкой и шайбой упорным шарикоподшипником фиг. 11 и 12. Стяжка узлов с помощью этих сжимов осуществляется почти в два раза легче, чем простыми болтовыми сжимами фиг. 5. Еще более совершенным является запрессовывание шпонок специальными коническими домкратами, предложенными сотрудником СДК ЦНИПС инж. Котовым Н. Ф. Применение этого способа вовсе исключает работу болта на скручивание.
Фиг. 11
После запрессовки конструкция должна ,про: быть не менее одного часа в обжатом состоянии. Выдерживание узлов позволяет в значительной мере погасить упругий отпор обмятой шпонкой древесины. Лишившись части упругого отпора, узлы почти не расходятся и после снятия сжимов. После замены сжимов проектными болтами и шайбами производится окончательная стяжка узлов фермы.
Резьба газоб 2'
286 И питон на I
-О-
Фиг. 12
В случае отсутствия специальных болтовых сжимов запрессовка узлов может производиться при помощи болтов с прокладкой плоских шайб толщиной около 20 мм. Контур шайб должен полностью перекрывать контур всей шпонки. Запрессовочные болты необходимо делать удлиненного размера с нарезкой на всем удлинении. После выдерживания конструкции запрессовочные ' болты заменяются проектными, а плоские шайбы коническими. В запрессовочных болтах нарезка резьбы должна быть полномерной, не рваной, с хорошей пригонкой гайки; высота последней должна быть нормаль
ной, т. е. равной диаметру болта. Сокращенные по высоте гайки имеют недостаточное количество резьбовых ниток, а потому при завинчивании могут срываться и портить болты.
При запрессовке необходимо следить за тем, чтобы погружение шпонок было равномерным.
Фиг. 13
т. е. чтобы движение досок было только поступательным без перекоса. Перекос досок наступает от неравномерной затяжки смежных узлов, затрудняющей плотную стяжку всего сопряжения. Не-
Фиг. 14
равномерное погружение шпонок может произойти также от большой внецентренности их расположения по отношению к оси болта если запрессовка происходит болтовым сжимом или же от попадания зубцов на сучки. Влияние неравномер-
100
АТ В. ЛЕНЯШИН
ности особенно резко сказывается в двух- или многорядовых стыковых соёдинениях, в которых стопки шпонок находятся на близком расстоянии одна от другой. В таких сопряжениях неравномерная стяжка соседних стопок колец приводит к значительному перекосу досок, если не применять частого чередования в вапрессовке соседних стопок, допуская лишь небольшие отставания в погружении одной стопки по отношению к другой. Центрирование шлонок вокруг болта производится вручную, без разметки. В случае попадания зубца на сучок шпонка может быть повернута и несколько смещена от сучка хотя бы в такой мере, чтобы зубец коснулся его кромки, чем уже достигается почти полная безопасность в отношении коробления шпонки. Небольшая неравномерность погружения шпонки, происходящая от внецентренности или перекоса элементов, вредных последствий на ее размещение и сопротивление сдвигу не оказывает при условии, если сопряжение плотно стянуто по всей поверхности.
4. Изготовление зубчато-кольцевых шпонок
Производство зубчато-кольцевых шпонок было впервые организовано ЦНИПС под руководством
■ 'Я
y;.vfv
Фиг. 15
автора в 1934 г. в виде полузаводской установки, выпускающей ежедневно около 1000 шт. Обработка ленты, идущей на изготовление зубчато
кольцевых шпонок, разделена на следующие операции: эксцентриковый пресс-агрегат фиг. 13 и 14 вырубает зубцы, отбивает их кромки, наме-
V.
' -ЩМ-
Г
Фиг. 16
чает гофр и гофрирует зубцы. Все четыре операции производятся в один удар четырьмя штампами, последовательно установленными на столе пресса. За каждым ударом пресса следует подача к штампам ленты на постоянную величину. Эта подача производится автоматически при помощи питающего механизма, связанного тягой с коленчатым валом пресса.
Обработанная лента режется ножницами на куски в соответствии с размерами колец. Сварка стыка шпонки производится на электросварочной машине фиг. 15.
После сварки стыка шпонка оправляется на штампах, укрепленных в эксцентриковом прессе фиг. 16. Оправка выравнивает гофр и придает шпонке правильную кольцевую форму проектного диаметра. Оправка производится при ручной подаче.
Инж. А. В. ЛЕНЯШИН YII. НАГЕЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
1. Типы нагельных соединений
Наиболее распространенными типами нагелей являются: 1 болт круглое железо-сталь,
2 гвоздь, 3 дубовый нагель, 4 трубчатый нагель стальные трубки и 5 пластинчатый дубовый или березовый нагель. В последнее время намечается применение мощного металлического нагеля крестового сечения с механизированной вабивкой.
Нагельные соединения применяются главным образом при стыковании растянутых элементов деревянных конструкций и при продольном сплачивании досок или брусьев в элементах
составных сечений, работающих на поперечный или продольный изгиб.
В узловых сопряжениях сквозных конструкций нагельные соединения применяются только при слабо работающей решетке: в сегментных, серповидных и подобных им деревянных фермах в виде гвоздей, в безметальных деревянных конструкциях в виде деревянных нагелей.
2. Характеристика работы нагельных соединений
Передача нагелем усилий происходит за счет упругого сопротивления его на изгиб и работы на смятие нагельного гнезда.
НАГЕЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
101
Характер работы и метод расчета самого нагеля в основном определяются его изгибом.
Нагель, защемленный в толще сопрягаемых элементов, погашает работой на изгиб момент, создаваемый эксцентриситетом приложенных к
При большой по отношению к толщине сопрягаемых элементов жесткости нагеля закон распределения напряжений смятия близок к линейному; по мере уменьшения относительной жесткости нагеля линейность распределения напря-
Фиг. 1
Фиг. 2
Фиг. 3.
Характер деформаций металлического нагеля в симметричном сопряжении при различных толщинах
среднего элемента с
нему сил, поэтому нагельное соединение в отличие от шпоночного распорного является безраспорным. Теоретически сопряжения на нагелях не нуждаются в стяжке между собой сопрягаемых элементов, однако для предотвращения рас-
фиг. 4.
Фиг. 5.
Фиг. 6
Характер деформаций металлического нагеля в несимметричном сопряжении при различных толщинах сопрягаемых элементов
стройства сопряжения от усушки, коробления и других случайных причин постановка стяжных болтов все-таки необходима. При условии тщательной пригонки стяжные болты помимо прямого их назначения Можно рассматривать как полноценно работающие нагели.
Характер распределения напряжений смятия древесины по толщине сопрягаемых элементов в основном определяется степенью деформируемости нагеля от изгиба фиг. 1 6.
жения все более нарушается в сторону увеличения краевых напряжений.
Необходимо особо отметить, что характер разрушения, а также степень надежности сопряжения в большой мере определяются именно относительной жесткостью гибкостью нагеля.
При гибких нагелях с ; ен и а ; ан1 разрушение соединения обычно наступает после того, как краевые напряжения смятия достигли величины разрушающих; при дальнейшем увеличении напряжений возможно скалывание или раскалывание дерева.
Сопряжения с относительно гибкими нагелями при достаточно хорошем качестве выполнения имеют высокую степень надежности к3 равно от 2,5 до 4. Эта повышенная надежность объясняется уменьшением опасности скалывания благодаря дробности передачи усилия, а также значительной податливостью гибких нагелей, способствующей выравниванию усилий между отдельными нагелями при большом количестве их в одном сопряжении.
При гибких нагелях из более слабого материала, например деревянных, разрушение сопряжения наступает от излома самого нагеля при к3,.равном от 2 до 3,5 фиг. 7.
Фиг. 7. Разрушение дубового нагеля от изЕиба
При нагелях повышенной жесткости с сн, а ан деформации нагеля от изгиба очень незначительны, закон распределения смятия по длине нагеля близок к линейному и разрушение сопряжения, как правило, происходит от скалывания фиг. 8. Неравномерность работы жестких нагелей усугубляет опасность скалывания, так как выравнивание усилий между жесткими нагелями вследствие их малой податливости мало вероятно.
Применение жестких нагелей не может быть рекомендовано вследствие их меньшей надежности.
1 См. Расчет нагельных соединений, стр. 102.
102
А. В. ЛЕНЯШИН
Коэфициент запаса для жестких нагелей кя равен от 2 до 3 и в некоторых случаях даже меньше.
Разрушение нагельных сопряжений стыков от разрыва по ослабленному сечению обычно происходит вследствие плохого качества древесины или ее дефектов косослой, сучки и т. п., а главным образом вследствие плохого качества выполнения сопряжения, приводящего к несимметричной работе поперечного сечения с сильной перегрузкой отдельных нагелей. Явлению разрыва в этом случае, как правило, сопутствует скалывание наиболее перегруженных нагелей.
Опасность такого разрушения, как уже указывалось выше, значительно меньше при применении относительно гибких нагелей.
®
IV
Фиг. 8. Разрушение сопряжения от скалывания в сопряжении на жестких нагелях
Кроме большей надежности гибкие нагели дают более экономное поперечное сечение соединяемых элементов и требуют меньшего расхода металла.
Поэтому применение жестких нагелей может быть допущено лишь в виде исключения и то лишь при условии высокой точности их постановки, обеспечивающей совместную их работу.
3. Расчет нагельных соединений
Вследствие взаимной зависимости между деформациями изгиба нагеля и смятием древесины задача об изгибе нагеля в сопряжении статически неопределима даже в наиболее простых схемах загружения нагеля.
Для точного решения этой задачи необходимо применить к нагелю метод расчета балок на сплошном упругом основании.,
X
т
Xм
Фиг. 9. Схема распределения напряжений смятия в симметричном сопряжении при жестком нагеле
Фиг. 10. Схема распределения напряжений смятия в несимметричном сопряжении при жестком нагеле
Использовать этот метод в практических расчетах весьма затруднительно: а вследствие
сложности математических вычислений и б вследствие того, что входящий в расчетные формулы, характеризующий податливость упругого основания коэфициент постели древесины весьма неопределенен и зависит от многих трудно учитываемых факторов: угла смятия, влажности, интенсивности и схемы загружения, качества выполнения сопряжения и др. Упрощенный метод
расчета нагельных сопряжений, принятый в ТУ и Н, основан на следующих положениях, достаточно точно совпадающих с данными теоретического анализа и экспериментов.
1. При изменении толщины сопрягаемых элементов с и а от нуля до некоторых нормальных для сопряжения величин сн и ан, зависящих от жесткости нагеля и от податливости древесины, распределение напряжений смятия по длине нагельного гнезда можно принять происходящим по линейному закону жесткие нагели, т. е. с см, а ан фиг. 9 и 10. Прочность сопряжений в этом случае определяется прочностью древесины на смятие и скалывание.
Величина допускаемой нагрузки на один срез нагеля Тм 1 может быть представлена как линей-, ная функция величин с и а, т. е.:
Т kccd лса; TH kaadnca,
1
2
где с толщина среднего элемента в см; а толщина крайнего элемента в см d диаметр нагеля в см
пса условное среднее допускаемое для угла а напряжение смятия в кгсм2;
кс и ка коэфициенты, зависящие от схемы вагружения нагеля й следовательно от характера распределения напряжений смятия по длине нагеля.
2. При увеличении толщины сопрягаемых элементов свыше сн и ам решающим для прочности сопряжения становится прочность самого нагеля на изгиб. Линейность распределения напряжений смятия нарушается в сторону увеличения краевых напряжений. Значение Тн при данном диаметре достигает максимума при с сн и а ан и при дальнейшем увеличении с и а остается постоянным так же, как и момент, изгибающий нагель. Значения с сн и а ан отвечают равнопрочному решению сопряжения на смятие древесины и изгиб нагеля. Соответствующие значения см, ан и Тн могут быть определены по формулам:
е _ Arfl М.,
н hc У Пса ’
a„ А ;
N ha У ГпЛ,.
пса
TH kdYnu nja,
3
4
5
где к опытный коэфициент, зависящий от формы и материала нагеля и от соотношения между допускаемым напряжением и временным сопротивлением нагеля на изгиб, от характера загружения нагеля и др.
3. Прочность нагельных сопряжений, зависящая от скалывания древесины, обеспечивается нормами расстановки нагелей, при соблюдении которых дополнительной поверки на скалывание не требуется.
4. Поверка на разрыв по ослабленному сечению обязательна в каждом растянутом нагельном сопряжении.
1 Употребляемый в расчетах термин нагельный срез следует понимать условно, ибо в действительности разрушение сопряжения даже на дубовых нагелях происходит не от среза, а от изгиба и смятия нагеля, после чего лишь возможно перерезывание вернее разрыв нагеля в шве между сплачиваемыми элементами.
НАГЕЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
103
В расчетную площадь на растяжение Рштт0 вводится только площадь неперерезанных волокон г.
Для упрощения расчет нагельных сопряжений производится по двум основным схемам: 1 с симметричным фиг. 11 и 2 с несимметричным 8агружением нагеля фиг. 12 и 13.
Фиг. 12. Схема односрезного несимметричного сопряжения
Фиг. 11. Схема симмет- Фиг. 13. Схема двухсрезного ричного сопряжения несимметричного сопряже-
В симметричных нагельных сопряжениях фиг.
11 напряжение смятия по толщине среднего элемента при с сн может быть принято равномерно распределенным, поэтому Тн из условия смятия древесины в среднем элементе определяется по ф-ле 1 при
Значения ка для промежуточных значений а
0,5ан саан берутся иа графика фиг. 14 в зависимости от отношения , где а действительная толщина
ан
крайнего элемента и
8
Пр имечание. По конструктивным соображениям и в целях уменьшения краевых напряжений, а следовательно и уменьшения деформаций сопряжений, в дощатых деревянных конструкциях рекомендуется толщину накладки в стыке принимать равной толщине среднего элемента, т. е. а с.
Максимальное значение Tw, определяемое изгибом нагеля, выражается ф-лой 5:
значение к для различных типов нагелей см. ниже.
При решении симметричных сопряжений с металлическими накладками работа деревянной части определяется теми же ф-лами 5 и 6.
Металлические накладки поверяются на растяжение по Fnemm0 и на равномерное смятие по пло-
к. 0,5, т. е.:
Тн 0,5cdnJ
cH2kdY
lnea
6 7
Значение Тн из условия прочности на смятие древесины в крайнем элементе определяется по ф-ле 2, т. е.:
Тн kaad пса.
Вследствие защемления нагеля в соседних элементах распределение напряжений в крайнем элементе зависит от его относительной толщины.
Так, при а ан распределение напряжений смятия при расчетном загружении близко к указанному на фиг. 10 и ка в ф-ле 2 принимается равным 0,7. При а 0,5ам распределение напряжений может быть принято равномерным, и поэтому ка 1.
Фиг. 14. График значений ка к ф-ле 2
щади, равной произведению толщины накладки б на диаметр нагеля d, т. е. F 8d.
В несимметричных нагельных сопряжениях фиг. 12 и 13 усилие Тн, допускаемое на один срез из условия смятия древесины, т. е. при ааисс, определяется ф-лами 1 и 2 при
ка 0,6 и кс 0,4:
1 Все расчетные формулы ТУ и Н приведенные в настоящей статье, даны в предположении равенства нулю моментов, изгибающих нагель, в швах раздела сопрягаемых элементов. Такое упрощение в некоторых случаях особенно в несимметричных многосрезных сопряжениях приводит к значительному отклонению расчетных формул от действительной работы сопряжения. В новом издалии ТУ и Н проектирования деревянных конструкций ЦНИПС намечает изменение расчетных формул в целях учета влияния этих моментов на работу отдельных элементов сопряжения.
Тн 0,6adJa; Тн 0,Ш nca.
9
10
Действительные краевые напряжения смятия в этом случае равны приблизительно 190 кгсм2.
Характер распределения напряжений смятия б элементе а указан на фиг. 10.
104
А. В. ЛЕН Я ШИН
Эпюра напряжений в элементе с получается путем сложения двух взаимно повернутых эпюр а фиг. 15.
или для сосны непосредственно по графику фиг. 17.
Фиг. 15. Схема распределения напряжений смятия в середине элемента несимметричного сопряжения при жестком нагеле
Примечание. В случае неравенства сил Т' Т” фиг. 16 коэфициент 0,4 в ф-ле 10 для силы Г может быть ааменен величиной:
к ®в
Т'
1 т„ 0.5
при условии, что с с„.
Максимальное усилие, определяемое изгибом нагеля, для несимметричных сопряжений выражается той же ф-лой 5, т. е.:
TH kd2Y nM nja;
ckdVW-
И
12
Фиг. 1
В несимметричных нагельных сопряжениях аналогично симметричным уменьшение толщины крайнего элемента против ан улучшает распределение в нем напряжения смятия при условии нормального или избыточного ващемления нагеля в соседнем элементе. В этом случае величина Т И8 условий смятия определяется по ф-ле 2:
Т кааЛ а
вначение ка в зависимости от отношения
берется ив графика фиг. 14.
При сопряжении на нагелях элементов, сходящихся под углом, нормальные размеры сплачиваемых элементов и допускаемые усилия на один срез нагеля определяются по вышеприведенным формулам, причем reca берется в зависимости от величины угла а.
В воздушно-сухих сопряжениях на металлических нагелях кроме гвоздей принимается:
Для сосны Для дуба при а 0 пс0 80 кггмг лс0 110 кгсм2
a 90 1. 45 пс90 85 Для промежуточных углов а напряжение тг6,а может быть определено по формуле:
псо ИЗ
i-e10® 20 30 40 50“ 60 70 80 90
Фиг. 17. График допускаемых напряжений смятия п,н в агельных сопряжениях элементов воздушно-сухой сосны
В сопряжениях на дубовых нагелях nja определяется для большинства углов более слабым сопротивлением смятия дубового нагеля поперек волокон:
пс 50 кгсм2.
Примечание. Согласно' последним испытаниям ЦНИПС допускаемое напряжение смятия нагельного гнезда зависит не только от угла смятия, но и в большей мере от диаметра нагеля. Так, при малых диаметрах нагеля d 12 мм влияние угла смятия незначительно, по мере же увеличения диаметра нагеля влияние угла сказывается в большой степени и для нагелей d 3 4 см приведенные на графике nca являются даже преувеличенными.
Болтовые нагели круглое желево. Для круглого железа болта, служащего нагелем односрезного или многосрезного сопряжения, согласно ТУ принимается к 0,5; nM 1400 кгсм2, а напряжения смятия по графику фиг. 17.
Тогда для сопряжений вдоль волокон в воздушно-сухих конструкциях ив сосны будем иметь: для симметричных сопряжений по ф-лам 5, 7 и 8:
ам 2,987d;
сн 4,185 d;
Тм 167,3d2.
Ддя несимметричных сопряжений по ф-лам 5, И, 12:
ан 3,486d;
с„ 5,229d;
Тн 167,3d2.
Графиками фиг. 18 и 19 можно пользоваться при угле смятия а 0, графиками же фиг. 20 и 21 при любом угле смятия.
Примечание. Во всех расчетных формулах совершенно не учтено влияние эатяжки гайки в случае использования болта как нагеля. Влияние затяжки болта, особенно при гибких болтах, может повысить разрушающую нагрузку до 25. Однако учитывать благоприятное влияние затяжки на прочность сопряжения рискованно. При слабой затяжке болта, а также при ослаблении ее в случае усушки благоприятное влияние натяжения болта скажется лишь после значительных, не допустимых для инженерных конструкций деформаций.
нагели. Трубчатые наизготовляются из обрезков
Т,р у б ч а т ы е гели обыкновенно газовых труб.
Тцк8
3000,
2500
200Q
1500
10.00.
500
Ж
111
ш
г
t
г
г
-
t
г
t
7
I
t
7.
У
7
У
7
г
г
-j-
7Г
г
7
сг
810
Ш
541
2,
2.2
2.0 1.8 I.S 1.4 1.2
t
2 3 4 5 6 789 10 11 I 13 14-15 16 17, 18 20 см
Фиг. 18. Допускаемое усилие на один срев Тм симметричного нагельного сопряжения элементов из воздушно-сухой сосны вдоль волокон на болтовых нагелях при а ■ 0,714 с
И
и
z
Ji
Z
5-
Vr
2-
п
m
ml
96
327
■ТЙП7
don
4J.
3,8
3,0
Z.T
7JjAfc
Фиг. 19. Допускаемое усилие на один срез несимметричного нагельного сопряжения элементов из воздушно-сухой сосны вдоль волокон на болтовых нагелях
НАГЕЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ 105
106
А. В.ЛЕНЯШИН
Для трубчатых нагелей, так же как и для нагелей из круглого железа, принимается пм 1400 кгсм2 и пс по графику фиг. 17. Значение коэфициента к берется в зависимости от жесткости трубки, т. е. при наружном диаметре d в зависимости от отношения , по графику фиг. 22 или по формуле
0,5 К 0,5 V1 - if4, 14
где d0 внутренний диаметр трубки.
я-ТйШШ
P'dz
Фиг. 20. График для определения максимальных уси лий, воспринимаемых одним срезом болтового нагели воздушно-сухой сосны при различных углах
max г j „ смятия: Тн Id1
а O'Ut с cw
Си
1
Фиг. 21. График для определения нормальных толщин средних элементов см при различных углах смятия а; сн md; в симметричном сопряжении ач 0,714 сн; в несимметричном сопряжении ан 0,667 сн
Тогда для воздушно-сухих сопряжений из сосны вдоль волокон имеем:
для симметричных сопряжений:
ан 5,98М; сн 8,37Ы;
Тн 334,7 Ы2;
для несимметричных сопряжений;
ан 6,97 kd; сн 10,46 Ы;
Тн 334,7М2.
Для расчета сопряжений на газовых трубках можно пользоваться данными таблицы см. ниже. При применении газовых трубок диаметром
более 20 25 мм или трубок с отношением ,
близким к единице, разрушение обычно наступает от потери устойчивости поперечного сечения трубки сплющивание.
Таблица
Расчет нагельных сопряжений вдоль волокон на газовых трубках в конструкциях из воздушно-сухой сосны
d
в см
d0
d
k
Симметричные
сопряжения
Несимметричные сопряжения
Ти
в кг4
аи в см
сп В см
0н в см
с
в см
1,00
0,318
0,492
3,0
4,2
3,5
5,2
166
1,30
0,488
0,485
3,8
5,3
4,4
6,6
274
1,65
0,577
0,471
4,6
6,5
5,4
8,1
430
2,05
0,619
0,461
5,7
7,9
6,6
9,9
648
2,40
0,661
0,447
6,4
9,0
7,5
И.2
860
2,65
0,719
0,425
6,7
9,4
7,9
11,8
1000
3,00
0,740
0,415
7,4
10,4
8,7
13,0
1 2П0
3,30
0,769
0,400
7,9
11,0
9,2
13,8
1 460
4,20
0,756
0,407
10,2
14,3
13,9
17,9
2 400
4,80
0,793
0,388
ИД
15,6
13,0
19,
2 990
Для предотвращения этого необходима в этом случае плотная загонка внутрь трубки хотя бы деревянного сердечника. Необходимо заметить, что газовые трубки, давая сопряжения, несколько более экономичные в отношении расхода металла, значительно усложняют производство работ и, как правило, обходятся дороже болтовых нагелей. Как трубчатые, так и болтовые нагели больших диаметров вследствие относительно большой жесткости имеют пониженный коэфициент надежности.
Дубовые нагели. Для изготовления дубовых нагелей применяется воздушно-сухой дуб марки 0. В сопряжениях на дубовых нагелях принимается пм 130 кгсм8 и для углов а от
0 до 60 da 50 кг1см А 6-
Для воздушно-сухих сопряжений из сосны вдоль волокон имеем:
для симметричных сопряжений: ан.1,38d; сн 1,93d;
Тн 48,37d2;
для несимметричных сопряжений: ан 1,61 d; см 2,4 Ш;
48,372.
При расчете сопряжений вдоль волокон можно пользоваться графиками 'фиг. 23 и 24 х.
4. Конструктивные указания
Во всех нагельных сопряжениях для предотвращения расслаивания сопряжения необходима
1 Расчет пластинчатых нагелей см. Балки на пластинчатых нагелях системы Деревягина.
НАГЕЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
107
постановка достаточного количества стяжных болтов или развальцовка газовых трубок и т. п.
Для нагелей, закладываемых в сверленые гнезда, продольные расстояния между осями нагелей, последовательно размещенных вдоль волокон, а также расстояние оси нагеля от торца доски должно быть из условия скалывания не менее bd независимо от направления усилия.
Поперечное расстояние между осями нагелей согласно ТУ должно быть не менее 2,5 d, а расстояние от кромки доски до оси нагеля не менее 1,5d.
В случае небольшой толщины пакета сплачиваемых досок 2а 27с ; 10i поперечные расстояния между нагелями могут быть несколько до 2d уменьшены без ущерба для прочности сопряжения. В случае же большой толщины пакета досок 2а 27с lOd поперечные расстояния между осями нагелей s из-за опасности увода сверла
Ослабление поперечного сечения досок при шахматной расстановке нагелей должно быть учитываемо по действительному количеству перерезанных волокон, а не по ослаблению в одном сечений. При соблюдении этого условия можно рекомендовать шахматную расстановку как кон-
Фиг. 22. Значение коэфициента А к ф-пе 5 для трубчатых нагелей
do
в зависимости от отношения -
а
тинг
Ыг1300
Фиг. 23. Допускаемое усилие на один срез Тн симметричного нагельного сопряжения элементов из воздушно-сухой сосны вдоль волокон на дубовых нагелях при а 0,714 с
Фиг. 24. Допускаемое усилие на один срез Тн несимметричного нагельного сопряжения элементов из воздушно-сухой сосны вдоль волокон на дубовых нагелях
должны Оыть увеличены против 2d примерно по 0,5 d на каждые 10 d толщины пакета сверх 10 d.
При толстых пакетах досок 2а Sc 10d продольную расстановку, так же как и поперечную, следует несколько увеличивать против 5d примерно из расчета d на каждые 10d избыточной сверх 10d толщины пакета.
Шахматная расстановка нагелей при том же количестве перерезанных волокон, что и при прямой расстановке, как правило, не дает повышения прочности сопряжения-
структивное мероприятие, облегчающее сверловку нагельных гнезд, особенно при нагелях малых диаметров в толстых пакетах досок или брусьев.
В нагельных сопряжениях из сырых и полусухих досок с металлическими накладками возможно появление продольных трещин по линии расстановки нагелей при поперечной усушке дерева, поэтому широкие накладки следует заменять накладками в виде отдельных металлических полос с зазорами между ними. Параллельное применение в одном сопряжении металлических и деревянных накладок и прокладок не рекомендуется.
108
А. В. ПЕНЯШИН
В случае осуществления такого сопряжения необходимо учитывать неравномерность распределения усилий согласно 140 ТУ и Н. Вообще же применение металлических накладок и прокладок нежелательно вследствие затруднительности осуществления сквозной сверловки отверстий и неизбежного несовпадения отверстий при последовательном сверлении и как следствие неизбежности неравномерной работы и понижения коэфициента надежности, сопряжения.
Все вышеприведенные расчетные данные допускаемые напряжения, графики и таблицы
1 допускаемых усилий относятся к защищенным конструкциям из сухой древесины, марки соответствующей данному классу сооружения.
При наличии отступлений от этих условий, а также в случае применения леса других пород, при назначении допускаемых усилий и напряжений следует пользоваться соответствующими поправочными коэфициентамй ЕН.
5. Примеры расчета
Пример 1. Требуется рассчитать и сконструировать растянутый стык на болтовых нагелях фиг. 25. Сечение стыкуемых досок:
- 8 1 5 240 си2.
Растягивающее усилие:
N 20 ООО кг.
Принят нагель диаметром d 12 мм.
По ф-лам 5 и 6 или непосредственно по графику фиг. 18 находим:
Конструкция стыка показана на фиг. 25. Пример й. Требуется рассчитать и сконструировать тот же стык на трубчатых нагелях. Принят нагель из газовой трубки:
d 1,3 см; 0,488.
Ив графика фиг. 22 имеем: к 0,485.
По формулам
ам 5,98 kd
а
сн 8,37 kd
имеем:
3,8 см, Сц 5,3 см
то же находим непосредственно из таблицы на стр. 106.
Следовательно:
Тн 0,5 5 1,3 80 260 кг.
Нагели шестисрезные. Требуемое количество нагелей:
20 000
N
И n-zr
6ГМ 6 260
12,8,
Принято 10 газовых трубок диаметром 13 мм и 4 болта диаметром 12 мм.
Воспринимаемое усилие:
Тн 240 кг.
N 10 260 6 4 6 240 21360 20000 кг.
4 болта 0 12
' ” 1 ,
44-
Hi
-J-E
H- H-H -
н ф X t -Н-Ф
4 1
-б-Ц-Ц1б1б-
Li -48- i
-10 нагелей ф 12 круглое Железо
_i_ j
Ф I
1.
L.
I
i. i
i. i
M
T- , 1
1 1 1
I I I I
I 1
, 1
i.
,
4 1
1 ill1
1
I
т i
:
4 U
I
1
i
Нагели шестисрезные. Требуемое количество нагелей:
и ооо13,91
6 240
6 Ти
принято 14 нагелей.
В одном сечении ставим по 2 нагеля:
нетто 240 3 2 1,2 5 204 см5 N 20 000
Фиг. 25. Растянутый стык на болтовых нагелях
Поверка на растяжение по опасному сечению: Fнетто 2 1,2 5 3 204 ем;
20 000
п
нетто
204
98 100 кгсм2.
л
204
98 кгсм.
Конструкция стыка показана на фиг. 26.
Пример 3. Определить допускаемое усилие на болт в сопряжении, приведенном на фиг. 27.
ГВОЗДЕВЫЕ СОПРЯЖЕНИЯ
109
Допускаемое усилие на нагель из условия смятия под болтом в раскосе £а- 0:
2Т 2 0,bed п 2 0,5 5 1,2 80 480 кг.
-4 болта Ф1
см
-Ф- -I -Ын fr f-- f-f-
со
“10 газ. труб ф 13 dp d
-■-г
1“
н
i ' i
k J
Г
со -гэ “ ;
r 1 1
i. H
1 1-Е 1 Ы
1 1 , II 1 1 11 1 -V
рг
Фиг. 26. Растянутый стык на трубчатых нагелях
Находим допускаемое усилие из условия смятия поясных досок La 45''. По графику фиг. 17 имеем пеа 57 кгсм2 и по ф-ле 8:
„ kaad га,а
2 0,73 -4 1,2 57
-миыТ5£-
2ТМ 2.
400 кг.
Из условия изгиба нагеля выше было найдено;
2Тп 480 кг.
Следовательно допускаемое усилие на нагель:
2Тп 400 кг.
ЛИТЕРАТУРА
1. Технические условия и нормы проектирования и возведения деревянных конструкций, изд. 1931 г.
2. Проф. Иванов В. Ф., Деревянные конструкции гражданских сооружений, ч. 1, Госстройиздат, 1933 г.
3. Др.-инж. Г е с т е ш и Г., Деревянные сооружения, пер. с нем., 1929 г.
4. Др.-инж. Ж а к с о н А., Современные деревянные конструкции, пер. с нем., ГТИ, 1925 г.
5. Проф. Кузнецов А., Узловые сопряжения деревянных ферм, Госстройиздат, 1932 г.
6. Николаи Б. Л., Теория расчета нагельных сопряжений в деревянных конструкциях, ДНТВУ, 1935 г.
7. Сборник статей и аннотаций по деревянным конструкциям, ОНТИ, Госстройиздат, 1934 г.
Доц. Г. А. ЦВИНГМАЕ
vm. ГВОЗДЕВЫЕ СОПРЯЖЕНИЯ
1. Классификация гвоздей Гвозди подразделяются:
1 по форме поперечного сеГвоздь представляет собой тонкий металли- ч е н и я фиг. 1 на круглые, трехгранные
ческий нагель удлиненной формы со шляпкой квадратные, прямоугольные, крестовые, звездча-
на одном конце и острием на другом и обычно того сечения;
Фиг. 1. Типы гвоздей: круглый, трехгранный, трехгранный с ребрами, квадратный, прямоугольный, крестовый, звездчатый
вгоняется в древесину без предварительного 2 по формуле основного тела сверления гнезда. г в о 8 д я фиг. 2 на обыкновенные, цилдндриче-
110
г. А. ЦВЙНГМАН
ские гранение, ребристые, призматические и конические пирамидальные;
3 по форме конца гвоздя, головки и острия фиг. 3 на бесшляпные, одношляпные, двухшляпные, обоюдоострые, скобообразные;
Фиг. 2
4 по производственн о-т е х н о л огическому признаку на кованые, вальцованные и штампованные, тянутые и штампованные, фрезерованные.
©
0
о
Фиг. з
Гвозди кованые, конические, квадратные и прямоугольные устарели и в современных инженерных деревянных конструкциях не применяются.
Двухшляпные гвозди применяются при неоднократной вабивке гвоздя например для опалубки, обоюдоострые гвозди при сопряжении больших и широких элементов.
2. Строительные гвозди
Ниже рассматриваются сопряжения только на обыкновенных строительных проволочных гвоздях круглого сечения фиг. 4. Размеры таких гвоздей и их веса ОСТ 530 приведены в табл. 1.
1-
ч1
г
г
к
1,5 d
Фиг. 4
Как видно из таблицы, диаметр круглых гвоздей колеблется от 2 до 8 мм при длине от 50 до 250 мм.
Отношение длины стандартного гвоздя к его диаметру колеблется в пределах от 17 до 36.
3. Забивание гвоздей
Гвозди применяются главным образом в узловых сопряжениях, при сплачивании дощатых конструкций и в прокладках сжатых элементов.
При забивке гвоздя в дерево последнее оказывает известное сопротивление волокна дерева перерезаются, частично раздвигаются, и древесина, прилегающая поверхности гвоздя, уплотняется.
Возможность прочного внедрения постороннего тела в древесину гвоздимость древесины является одним из весьма важных положительных качеств дерева как строительного материала. Однако не все древесные породы оказываются пригодными для гвоздевых сопряжений. Древесина твердых пород, например дуба, бука, каштана, ореха и т. д., оказывает настолько сильное сопротивление внедрению гвоздя, что вабить его
Таблица 1
ГВОЗДЕВЫЕ СОПРЯЖЕНИЯ
111
не всегда возможно. Поэтому при применении гвоздей для сопряжения элементов из твердых пород необходимо предварительное ' рассверливание гнезда, причем диаметр последнего должен составлять около 0,9 диаметра гвоздя, а глубина сверления должна быть не менее 0,4 длины гвоздя. Этого же правила следует придерживаться, забивая гвоздь, приходящийся по точной разметке на здоровый, заросший сучок, поскольку тело последнего обладает большей твердостью, чем остальная древесина.
Чем больше диаметр гвоздя, тем большее сопротивление оказывает ему при забивании древесина и тем больше опасность раскалывания ее. Поэтому рекомендуется гвозди диаметром от 7 мм и более применять при условии предварительного рассверливания гнезда, диаметр которого должен быть от 0,8 до 0,9 диаметра гвоздя. Наиболее употребительные в инженерных деревянных конструкциях гвозди диаметром от 3 до 6,5 мм и длиною от 75 до 200 мм, как правило, должны забиваться в цельную древесину хвойных пород без предварительного рассверливания гнезда.
На величину деформаций внутренних волокон древесины в значительной мере оказывает влияние степень заострения гвоздя. Гвозди с притупленным концом производят значительно большее разрушение древесины, чем гвозди с острым концом фиг. 5.
Во избежание растрескивания досок диаметры забиваемых гвоздей должны быть не более одной четверти толщины доски:
Сд.
Сшивка тонких досок толстыми гвоздями неизбежно приводит к растрескиванию досок даже при редкой расстановке гвоздей.
Фиг. 5
Из опыта установлено, что на характер деформаций дерева в гвоздевом гнезде большое влияние оказывает не только толщина доски и древесная порода, но и положение верхнее, промежуточное или крайнее доски в конструкции. При забивке гвоздя без жестких подкладок на обратной стороне доски всегда получаются значительные отщепления волокон, при забивке же с подкладкой деформации древесины имеют значительно меньшие величины.
4. Расстановка гвоздей
Нормально для предотвращения появления продольных трещин от расклинивающего действия гвоздей расстояние между гвоздями, забитыми
в одно волокно, должно быть для хвойных пород не менее 20d при толщине доски не менее 4d.
Расстояние от крайнего гвоздя до торцевого конца доски должно быть не менее 15с и от края элемента поперек волокон во всех случаях не менее 4d.
Расстановка гвоздей в гвоздевых сопряжениях применяется прямая и шахматная.
Прямая расстановка в свою очередь может быть: 1 с нормальным рядом фиг. 6; 2 с наклонным рядом фиг. 7.
Наклонней ряд
х45
4 а
ъ
с
Фиг. 6. Прямая расстановка
Расстояние между гвоздями поперек волокон при нормальном ряде принимается не менее 4d, при наклонном ряде с углом наклона а 45 не менее 3d.
Наклонней ряд
4 а
Ш
ъ
ос 45
Фиг. 7. Прямая расстановка
Шахматная расстановка тоже возможна в двух вариантах: 1 с нормальным полу рядом фиг. 8 2 со сбитым полу ряд ом фиг. 9.
Нормальный полуряд
15 d
го а
20 d
20 d
Юс
J0d
100 100
Фиг. 8. Шахматная расстановка
В обоих случаях расстояние между отдельными гвоздями поперек волокон в одном и том же попе-
Сбитый полуряд
т
-2Qd
20d I 20d tod
04 ШГ
Фиг. 9. Шахматная расстановка
речном полуряде должно быть не менее 6d, т. е. наименьшее допускаемое расстояние между продольными полурядами должно быть не менее 3 d. Шахматная расстановка рекомендуется в тех случаях, когда необходимо на малой площади разместить большое количество гвоздей.
112
Г. А. ЦВИНГМАН
При сопряжении отдельных дощатых элементов под углом следует соблюдать приведенные выше правила в отношении каждого иэ сопрягаемых элементов. При этом условии особенно удобно производить расстановку гвоздей по рядам, на-
Фиг. 10. Сложная расстановка по биссектрисе угла
правленным по биссектрисе одного из углов фиг. 10.
При пересечении досок под углом а 90 необходимо соблюдать тот же принцип разме-
L
A
10
U
t
va90
gb '1
h
lNl_ ll '
t
4
Фиг. 11. Схема расстановки при угле а 90
щения гвоэдей по биссектрисным рядам фиг. 11.
Расстановка гвоздей в чисто фанерных конструкциях дана на фиг. 12. Максимальный гвоздевой забой в фанере возможен при шахматной расстановке, причем расстояние первого ряда гвоздей от краев защемленной внутренней фанеры принимается не менее 6dt а расстояния
гз
со
ts
00
CO
3
CO
6df
It
r
00 40
Фиг. 12. Расстановка гвоздей в защемленных фанерных листах
вдоль волокон по обоим направлениям шпонов не болеё 8ф. Расстановка гвоздей в обычных дерево-фанерных конструкциях подчиняется нормам расстановки, обязательным для конструкций как ив цельного дерева, так и из фанеры.
5. Расчет гвоздевых сопряжений
Материал гвоздя обладает большой прочностью главным образом в результате холодной протяжки проволоки.
Для гвоэдей критическое напряжение на изгиб:
пи от 9 000 до 12 000 кгсмъ. Допускаемое напряжение на изгиб:
гам 1 800 кгсм.
В деревянных конструкциях гвозди работают:
1 на сдвиг соединения по шву и 2 на выдергивание гвоздя.
1 Расчет на сдвиг
При расчете гвоздевых сопряжений на сдвиг гвоэди рассматриваются как соединения нагельного типа. Поэтому работа гвоздя в данном случае может быть сравнена как и работа всех нагелей с работой балки на упругом основании, Гвозди рассчитываются по общепринятой формуле для нагелей; максимальное усилие, воспринимаемое одним срезом гвоздям
2’„ ,А14,Ы„ где d диаметр гвоздя в см
пи1 допускаемое напряжение на изгиб
гвоздя, равное 1 800 кгсм2;
, допускаемое напряжение на смятие t6
Фиг. 13а. Сим- Фиг. 136. Несимметричное со- метричное сопря-
пряжение жение
древесины в гвоздевом соединении, принимаемое независимо от угла смятия для воздушно-сухой сосны равным 80 кгсм2, для дуба 110 кгсм2;
ku коэфициент, зависящий от типа нагельного сопряжения; для цилиндрического гвоздя круглого поперечного сечения км 0,8, в то время как для обыкновенных нагелей кн 0,5. Такое значение коэфициента к для гвоздей обусловлено:
1 малой величиной диаметра гвоздя и нагельного гнезда;
2 плотным заполнением нагельного гнезда при забивке гвоздя.
Подставляя в формулу указанный значения, имеем:
Тгв 0,8г2 800 80 303,55d2 304га. 2
♦
В работе гвоздевых, сопряжений на сдвиг на срез необходимо различать, как и во всех нагельных сопряжениях, симметричные сопряжения и несимметричные сопряжения фиг. 13.
При недостаточных меньше нормальных толщинах сопрягаемых элементов следует производить предварительную прорерку сопряжения, исходя из фактических размеров элементов. Обозначив буквами о толщины крайних элементов и с толщины средних элементов, имеем для определения величины Tw формулы:
для симметричных сопряжений;
Тм 0,7а nt при a5,4i; 3
Тм 0,5cd nc при с 7,6i; 4
со
ГВОЗДЕВЫЕ СОПРЯЖЕНИЯ
ИЗ
для несимметричных сопряжений:
Ти 0,6adin при а6,3d; 5
Тм 0,4cd при c9,5d. 6
Если недостаточна толщина только крайних досок а при нормальном или избыточном защемлении гвоздя в средних досках, то в симметрич-
сопряжения как весьма плотного, не имеющего рыхлых деформаций и обладающего значительной податливостью. Крутая линия диаграммы от нуля до предела пропорциональности и выше до предела упругости, критическая точка при деформациях, превышающих 10 мм, и наконец плавный наклон кривой к оси абсцисс при дефор-
в
хо
09
М
о
е.б
од
ч
г
Ч
100
42 ДЭ Ое 08 07 08 Q9 и
Фиг. 14
ных сопряжениях коэфициент ка 0,7 следует увеличивать согласно диаграмме фиг. 14, где
iZkS:,
V
I
1тггщ
1' И -
I
'■-р.
-92
гг
1
1
о ю го зо 41
0 5i
мм
а
б
Фиг. 18. Один двухсрезный гвоздь. Величина разрушающего усилия 242 кг. Величина расчетного допускаемого усилия 92 кг. Запас
242
прочности “ 2,65
а действительная толщина крайней доски, ам 5,4 d нормальная толщина крайней доски.
В несимметричных сопряжениях коэфициент ка 0,6 следует увеличивать согласно той же диаграмме фиг. 14.
Фиг. 19. Два односрезных гвоздя. Величина разрушающего усилия 273 кг. Величина расчетного допускаемого усилия
273
92 кг. Запас прочности ■ 2,95
У А.
Фиг. 1
Характер деформаций древесины и самих гвоздей при их работе на срез иллюстрируется фиг. 15, 16 и 17.
Диаграммы деформаций для двух контрольных образцов изображены на фиг. 18 а и б, 19 а и б. Эти диаграммы выявляют работу гвовдевого
мациях, доходящих до 5 см и более, свидетельствуют о большой работе, затрачиваемой на раврушение гвоздевого сопряжения. Большая надежность и равномерность работы многих параллельно работающих гвоздей подтверждаются на практике осуществляемых гвоздевых конструкций. Необходимо отметить, что с течением времени при переменной влажности и температуре и при непрерывном предельном нагружении гвовдевьгх сопряжений в них происходят довольно значительные пластические деформации.
Опыт показывает также, что нормально забитые в древесину гвозди одинаково хорошо сопротивляются сдвигающему усилию независимо от угла наклона усилия к направлению волокон.
Вследствие значительного обмятия древесины поперек волокон при усилии поперек волокон деформации несколько больше, чем при усилии вдоль волокон.
Для практического расчета на сдвиг гвоздевых сопряжений элементов из воздушно-сухой сосны может служить табл. 2, состоящая ив четырех
Дивные для проектирования гвоздевых сопряжений
Таблица 2
ГВОЗДЕВЫЕ СОПРЯЖЕНИЯ
115
основных частей. В первой части указан сортамент гвоздей по диаметрам и длинам, ОСТ 530. Вторая часть одна графа показывает величину силы Ту, в килограммах, допускаемую на один срез гвоздя в зависимости от его диаметра при нормальных толщинах досок. В третьей части приведены нормальные соотношения между толщинами крайних а и средних с элементов как для симметричных, так и для несимметричных сопряжений. В четвертой части дана минимальная расстановка гвоздей при толщине элементов не менее 4 d.
Расчет гвоздевых сопряжений можно производить по номограмме фир. 20. По номограмме
усилие на один срез гвоздя в фанерных конструкциях надлежит определять по формулам: при односрезных листах:
V. Vne 7
при двухсрезных листах:
Ггв0,5сКЙ. W
В стыках на металлических накладках и прокладках1 принимается следующее отношение тол-
Виды сопряжений I I
Симмприч. Несимме спричное
-195-
8.0
Симмвп ja
10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 60 55 60 65 70 75 80
рёсшше-t i‘i I т‘ч I 1Л I j‘i I 111 I I'-ri 111 lyt
тричное ц ш 20 30 40 50 6® 70 80 90 100 110 120
Фиг. 20
фиг. 20 можно рассчитывать гвоздевые сопряжения и при недостаточных толщинах досок.
Работа гвоздевого нагеля в фанере характеризуется значительно повышенным сопротивлением последней по сравнению с цельной древесиной.
Допускаемое напряжение на смятие фанеры в гвоздевом гнезде:
ncfe 160 кгсм.
щины металлических листов, пробиваемых непосредственно гвоздем, к его диаметру.
Металлическая накладка свободно пробивается гвовдем, когда толщина ее см не более 0,2d фиг. 21, стр. 116.
Внутренняя одиночная металлическая прокладка свободно пробивается гвоздем, когда толщина ее не более 0,3i и толщина накладной доски не менее 4 6d для гвоздей диаметром d С 4 мм
1 См. Двутавровые гвоздевые балки с перекрестной Ввиду малой толщины фанеры допускаемое стенкой, стр. 216.
J16
Г. А. ЦВИНГМАН
и не менее 6 8 d для гвоэдей диаметром 4 мм фиг. 22.
Внутренняя парная металлическая прокладка пробивается гвоздем, когда толщина ее не более
2 0,2d, а толщина накладных досок та же, что и для одиночной прокладки фиг. 23.
В рассматриваемых стыках работа гвоздя в деревянных частях узлового сопряжения учиты-
Фиг. 21. Металлическая накладка
вается по обычным приведенным выше формулам и таблицам. Металлические же накладки и прокладки проверяются на смятие и на растяжение. Расчет на смятие производится по формуле:
I'm doic
где Тм усилие, передающееся
9
от гвоздя
И2
Фиг. 22. Металлическая прокладка
Расчет на растяжение на разрыв металлических накладок и прокладок ив тонкого листового железа производится для ослабленного сечения с допускаемым напряжением железа 1400 кгсм2 и проверяется по обычной формуле:
NlnFZvmo. Ю
При расчете на растяжение надо различать отверстия сверленые при толстых накладках и прокладках и отверстия, непосредственно пробитые гвовдем при более тонких.
В сверленых отверстиях ослабление принимается равным:
ос 11
В пробитых отверстиях ослабление металлических прокладок и накладок принимается равным:
Foe 1 12
Применять чрезмерно тонкие лиоты железа не рекомендуется, так как в них наблюдаются большие деформации и увеличивается опасность ржавления.
2 Расчет на выдергивание
Вторая форма работы гвоздя в конструкциях его сопротивление выдергиванию, т. е. способ-
элементу и равное усилию на один срев для накладок и на два среза для прокладок; d диаметр гвоздя в см; сж толщина металлической накладки или прокладки в см
lneZ 1 ООО кгсм2.
А-8д
Фиг. 23. Металлическая прокладка парная
Допускаемое напряжение на смятие краев пробитого гвоздем гнезда в железе снижено потому, что при пробивке металлического тонкого листа получается неровная поверхность гнезда, с рваными краями, склонными деформироваться под влиянием нагрузки фиг. 27.
В сверленых гнездах п 2 ООО кгсм
Фиг. 24. Диаграмма работы гвоздя на выдергивание
ность плотно держаться в древесине благодаря трению, развивающемуся по его поверхности.
Расчет гвоэдей на выдергивание производится по формуле:
М-т-ац-
13
где t допускаемое напряжение сцепления с древесиной поверхности выдергиваемой части гвоздя, равное 5 кгсм2;
Р выдергивающее усилие; d диаметр гвоздя в см;
1г длина защемленной цилиндрической части гвоэдя бее учета длины конца острия, равной 1,5 d.
На фиг. 24 изображена диаграмма деформации гвоздевого сопряжения при выдергивании гвоздей диаметром d 4,75 мм.
Первые деформации в начале испытания наступают От обмятия головки гвоздя в отверстии И8 металлической шайбы захвата. Затем кривая идет почти вертикально вверх и при достижении критической точки внезапно. падает. Характерный получающийся при этом вигзаг обусловлен инерцией машины. Далее кривая падает, постепенно приближаясь к оси абсцисс.
ГВОЗДЕВЫЕ СОПРЯЖЕНИЯ
117
Ввиду того что гвовди больших диаметров сильнее колят древесину и иэ-за этого в инженерных конструкциях применяются сравнительно редко, принято рассчитывать гвозди диаметром более 5 мм так же, как гвозди диаметром 5 мм. Сопротивление выдергиванию.1 пог. см гвоздя диаметром более 5 8 мм принимается равным постоянной величине 7,8 кг.
Фиг. 25 Фиг. 26
Учет работы гвоздя на выдергивание допускается лишь при достаточном защемлении части л гвоздя в древесине фиг. 25 и 26. Как показали опыты, должно быть 1г ■ 6 8 d.
Расчет гвоздей на выдергивание может производиться по табл. 3, где даны допускаемые усилия в килограммах на выдергивание одного гвоздя, забитого в воэдушно-сухую сосну поперек волокон, в зависимости от глубины защемления гвоздя в миллиметрах.
с -металл.
t листа
В верхней горизонтальной графе таблицы помещены диаметры гвоздей в миллиметрах, в левом крайнем столбце указаны длины lt в миллиметрах защемления концов гвоздей. Во второй горизонтальной строке дано сопротивление выдергиванию 1 пог. см защемленной части гвовдя в зависимости от его диаметра.
Нри забивке в торец допускаемые усилия снижаются умножением на 0,6.
Длина гвоздя, как правило, должна превышать толщину пробиваемой доски в 2 3 раза. При большей длине защемленной части гвоздя допускаемая нагрузка может быть увеличена только в случао фименения специальных прокладываемых под шляпку гвоздя шайб, предотвращающих продавливание доски головкой гвоздя.
Забивка гвоздей в торец не рекомендуется, так как обилие трещин в торце и легкость их возникновения снижают надежность работы 8абитых в торец гвоздей.
Таблица 3
Расчет гвоздевых сопряжений на выдергивание
в мм h мм
2,0
2,3
2,6
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
10
3,2
3,6
4,1
4,7
5,5
6,3
7,1
7,8
20
в
7
30
9
11
12
14
16
40
12
14
16
13
22
25
28
31
50
16
18
20
23
27
31
35
39
60
21
24
28
33
37
42
47
70
28
33
39
44
49
54
80
37
44
50
56
62
90
50
56
64
70
100
63
71
78
110
69
78
86
120
85
94
130
102
140
109
150
117
Работа гвовдя на выдергивание в большой мере зависит от состояния поверхности гвоздя например поверхность гвоздя может быть гладкой, шероховатой, покрытой машинным маслом или окалиной, ржавленой или оцинкованной и т. д. Основываясь на произведенных испытаниях, можно считать, что гвозди с шероховатой поверхностью, т. е. оцинкованные, немного ржавые и с неровной, слегка ребристой поверхностью работают на выдёргивание лучше, чем гладкие только что изготовленные.
В твердых породах, требующих рассверливания гнезд, работа гвоэдей на выдергивание не учитывается.
6. Производство работ
Разбивка гвоздей всегда должна производиться по вышеприведенным правилами и в точности соответствовать чертежу; при массовом производстве рекомендуется применять специально сделанные из фанеры или же ив кровельного железа шаблоны.
Забивка гвоэдей производится молотком или кувалдой весом, в 30 60 pas превышающим вес забиваемого гвоздя.
При разметке и вабивке гвоздей необходимо учитывать местные пороки досок: гвовди, приходящиеся по проектной разбивке на сучки, трещины или же стыки досок должны быть смещены с наименьшим нарушением норм расстановки. Головка забитого гвовдя должна находиться заподлицо с поверхностью доски. Чрезмерное углубление головки гвоздя, обмятие поверхности доски неправильными ударами молотка, а также
118
Н. Ф. КОТОВ
неполная 8абивка гвоздя не допускаются. Все гвозди, изогнувшиеся при забивке, должны быть удалены и заменены новыми.
Сшивка гвоздями многослойных элементов производится после стяжки пакета досок помощью болтов или специальных сжимов.
Удаление гвоздей должно производиться без повреждения поверхности доски, при помощи клещей или гвоздедера с применением подкладок.
ЛИТЕРАТУРА
1. Карташев К. Н., Испытания гвоздевых соединений. Изв. Сиб. технолог, ин-та, т. 50, вып. 3, 1929 г.
2. Нехлюдов, Опыты с гвоздевыми соединениями при усилении гвоздевых дощатых арок в Бреславльском крытом рынке, Стройиндустрия 5, 1933 г.
3. Павлов, Усовершенствования гвоздевых соединений, ЗОТ, Лесная промышленность 4, 1932 г.
4. С и в а ш В. JI., Гвозди в деревянных конструкциях, Плотник и столяр 5, 1931 г.
5. Цвингман Г. А., Гвоздевые сопряжения, Плотник и столяр 7, 1932 г.
6. Цвингман Г. А., Применение проволочных гвоздей в инженерных деревянных конструкциях, Строитель 6, 1934 г.
7. Е г о же, Расчет гвоздевых сопряжений. Сборник статей и аннотаций по дерев, констр., М.-Л. 1934 г.
Инж. Н. Ф. КОТОВ
IX. КРУПНОСОРТНЫЕ гвозди
Крупносортные гвоэди длиной до 1 ООО мм и диаметром до 25 мм позволяют сколачивать пакеты из досок, брусьев и бревен общей толщиной до 1 ООО мм, обеспечивая высокую прочность,
Фиг. 1. Молоток для ручной забивки крупносортных гвоздей
Фиг. 2. Пневматический молоток для забивки крупносортных гвоздей
большую плотность и достаточную жесткость соединений, и потому несомненно должны получить в будущем большое распространение. Областью применения крупносортных гвоздей являются конструкции различного назначения из толстых досок, брусьев и бревен: мосты, своды-оболочки, стропильные фермы, балки, прогоны, временные и гидротехнические сооружения, деревянные суда, баржи и т. п.
Крупносортные гвозди могут изготовляться следующих форм и размеров поперечного сечения:
1 круглые диаметром от 8 до 16 мм;
2 двутавровые типа Нейс 12 х 12 и 14 х 14 мм;
Фиг. 4. Заточка крестового гвоздя ступенчато-клиновая
Фиг. 3. Гвоздемет для пороховой забивки крупносортных гвоздей
Фиг. 5. Заточка крестового гвоздя ступенчато-круговая
3J крестовые тонкоперые от 12 до 19 мм;
4 крестовые тяжелые от 12 до 19 мм
5 трубчатые диаметром от 16 до 25 мм;
6 квадратные 10 х 10 и 12 х 12 мм.
Временное сопротивление сдвигу сопряжений
на крупносортных гвоздях по предварительным данным близко к временному сопротивлению сопряжений на болтовых нагелях соответствующего диаметра.
Норм для расчета конструкций на крупносортных гвоздях еще не имеется.
Забивка гвоздей может производиться различными способами:
1. Забивка кувалдой возможна лишь для гвовдей длиной не более 300 400 мм. При большей длине гвоздя заколачиванию препятствуют продольный изгиб гвоздя и дрожание его головки.
КЛЕЕНЫЕ ДЕРЕВЯННЫЕ ДЕТАЛИ
119
2. Забивка ручным специальным инструментом, работающим от усилия рабочего или с помощью пневматического либо электрического инструмента, возможна до глубины в 1 ООО мм.
Принцип устройства молотка для крупносортных гвоздей показан на фиг. 1 и заключается в следующем.
В конусном стакане 1 помещены кулачки 2, зажимающие гвоздь 5. При ударе бабкой 3 по стакану вся система перемещается и вколачивает гвоздь; туго зажатый в кулачках стержень гвоэдя проходит через весь молоток. На нижней
V
Фиг. 6. Заточка круглых гвоздей ступенчато-клиновая
Фиг. 7. Заточка круглых гвоздей ступенчато-круговая
Фиг. 8. Заточка крестового гвоздя для пороховой забивки
части стакана имеется кольцо 4, разжимающее кулачки для освобождения гвоздя.
По мере углубления гвоздя в древесину необходимо время от времени перемещать молоток в направлении, обратном забивке, что достигается ударом бабки по верхнему фланцу трубки.
Электрические и пневматические молотки фиг. 2 устроены по тому же принципу.
3. Забивка крестовых и двутавровых гвоздей, вес которых не превышает 500 г и длина 500 мм, может производиться пороховым зарядом одним выстрелом с. помощью специального ручного инструмента гвоздемета фиг. 3, сконструированного по принципу мелкокалиберных пушек.
Гвоздемет состоит из ствола 1 и затвора 2, удерживающего гильзу 3, заряженную порохом 4 с пыжом 5. Для направления гвоздя 6 в стволе служит направляющий хомутик 7, надеваемый на гвоздь при зарядке гвоздемета.
Каждый способ забивки имеет свои достоинства и недостатки. Для первых двух способов требуются специальные заточки, изображенные на фиг. 4 7,хотя и сложные, но вполне осуществимые при массовом изготовлении нагелей. Для скоростной забивки при помощи порохового заряда необходимая заточка гвоздя значительно проще фиг. 8, но гвоздь должен иметь шляпку, точно калиброванную по стволу и гильзе. Зарядка гильз должна быть выполнена с большой тщательностью.
Регулировать заряд соответственно необходимой глубине забивки можно только приблизительно. На глубину забивки весьма влияют твердость древесины и ее влажность. Так, при одинаковых зарядах и гвоздях длиной 400 мм гвоздь забивается в сухую древесину на все 400 мм, в сырую же только на 300 мм. При стрельбе черным охотничьим порохом выстрелы при одинаковых условиях получаются все же разной мощности вследствие различно протекающего процесса воспламенения пороха. При стрельбе бездымным порохом забивка получается однороднее, однако высокое давление газов 2 500 3 000 am требует в этом случае особой тщательности заряжения гильз. Заряд должен быть рассчитан на самые тяжелые условия прохождения гвоздя; избыток энергии нормально должен погашаться упором шляпки гвоздя, уплотняющим пакет сплачиваемых досок.
При огнестрельном способе забивания гнездо, пробитое гвоздем, значительно плотнее, чем при механическом. Повидимому скоростной пороховой способ забивки найдет применение только в специальных условиях.
Иною. И. Ф. БОЧАРОВ
X. КЛЕЕНЫЕ ДЕРЕВЯННЫЕ ДЕТАЛИ В КОНСТРУКЦИЯХ
1. Введение
Применение клееных деревянных деталей в строительном деле издавна привлекало внимание широких кругов строителей, позволяя:
1 использовать значительное количество отходов древесины;
2 получить клееные детали высокой и равномерной прочности, в то же время удовлетворяющие благодаря беспустотности требованиям пожарной безопасности;
3 безопасно применять сучковатую древесину и т. д.
Однако до последнего времени клееные детали находили относительно небольшое применение главным образом в конструкциях дверей, перегородок, окрнных переплетов и других мелких деталей внутреннего оборудования зданий. Основными причинами, мешавшими приме нению клееных деталей в ответственных конструкциях перекрытий и колонн, являлись, с одной стороны, недостаточное знакомство с качествами клеющих материалов, и с другой, отсутствие научно обоснованной методики склеивания древесины.
Широкие научные исследования в обеих областях, проведенные в связи с изготовлением самолетов, доказали несомненную возможность применения клееных деталей в весьма ответственных конструкциях, работающих в самых разнообразных атмосферных условиях.
Первые опыты применения клееных деталей. в балочных перекрытиях системы Гетцера в Швейцарии и Германии и клееных деревянных колонн в Америке фиг. 1 и 2 доказали полную целесообразность применения новых видов конструкций, позволяющих перейти к массовому заводскому их изготовлению при значительной экономии сырья.
2. Способы изготовления отдельных деталей
В правильно выполненных конструкциях за исключением фанерных древесина должна склеиваться вдоль волокон. Детали, склеенные вдоль волокон, обладают высокой прочностью, не уступающей, а в иных случаях даже превышающей прочность деталей из цельной древесины.
120
Н. Ф. БОЧАРОВ
Схемы расположения отдельных элементов в клееных деталях даны на фиг. 3. Способ изготовления фигурных деталей высокой прочности дан на фиг. 4. Конструкция слойчатых деталей
слабые применяются исключительно в конструкциях, не несущих нагрузок щиты двери.
Зубчатые соединения фиг. 5,6 и другие аналогичные им требуют тщательной подгонки отдельных выступов. Практическая трудность выполнения этой вадачи заставляет отнести их по
Фиг. 1. Одно из зданий Хорватского университета США, 12-л колонны которого представляют деревянные конструкции на казеиновом клею
допускает широкое использование сильно сучковатой древесины. Конечно количество допускаемых сучков и качество их определяются в каждом отдельном случае конструкцией и характером нагрузок на нее. Особым преимуществом слой-
Фиг. 2. Открытая колоннада из дерева на казеиновом клею США
чатых клееных конструкций является возможность использовать недомерки и другие отходы древесины для наращивания элементов конструкции. Проще всего наращивание производится в виде торцевых и полуторцевых стыков. Простые торцевые стыки фиг. 5, а, как весьма
а
б
д
в ОЮ
Фиг. 3. Схемы расположения отдельных элементов в конструкциях на клею
прочности к стыкам типа а, крепость которых на растяжение не превосходит 100 150 кгсм2 на статический изгиб не более 12 20 кг см2.
Соединения на ус фиг. 5, в, г при определенном отношении между толщиною т склеиваемой
Фиг. 4. Изготовление фигурных клееных деталей
детали и длиной п склеиваемой поверхности позволяют получить клееную деталь, не уступающую по прочности детали из цельной древесины. Отношения т :п 1 : 10 для мягких пород и т : п 1 :15 для твердых пород дают
КЛЕЕНЫЕ ДЕРЕВЯННЫЕ ДЕТАЛИ
121
втык, равнопрочный по изгибу с цельной древесиной.
Полуторцевые стыки фиг. 6 только на клею неудовлетворительны; обычно их усиляют шпонками, шпильками, уголками и другими скреплениями.
Фиг. 5. Торцевые соединения
3. Клей для склеивания древесины
Применяемые в настоящее время клеющие материалы для древесины отличаются большим разнообразием как по своим техническим свойствам, так и по методике применения. Выбор того или иного клея должен быть сделан с учетом условий работы детали в эксплоатации и технических возможностей при производстве работ.
Ниже приведен перечень клеющих материалов с подразделением их по группам в зависимости от исходного сырья и технических свойств.
Группа 1. Животные клеи. Эти клеи получаются из шкур мездровые и костей костяные домашних животных и рыб; имеют форму пластинок, порошка, лома и зерен. Перед употреблением замачиваются в воде, в которой растворяются при нагревании.
Животные клеи принадлежат к разряду г орячих клеев, применение которых требует поддержания раствора в горячем состоянии при температуре 70 80 Ц.
Клеи этой группы, особенно мездровые, обладают высокой связывающей силой. Однако весьма малая водостойкость заставляет ограничить их применение.в конструкциях, работающих на открытом воздухе или в помещениях с высокой влажностью. Кроме того большим недостатком этих клеев является их способность быстро загнивать, поскольку без примеси антисептиков такой клей является прекрасной питательной средой для бактерий.
Группа 2. Казеиновые и растительные протеиновые клеи.
Первые получаются ив молочного казеина сухого творога путем добавления иввести и других химических ингредиентов.
Вторые приготовляются ив белков растений
высоким содержанием протеина иэ бобов сои, семян клещевины, гороха и других злаков путем добавления извести, жидкого стекла и других химических реагентов.
Свойства, способы приготовления и применения клеев этой группы в основном однообразны. Клеи изготовляются или в виде порошков, перед применением требующих размачивания водой комнатной температуры, или в виде жидкой мас
Фиг. 6. Полуторцевые соединения
сы, приготовляемой на месте применения путем смешивания отдельных ингредиентов.
Клеи этой группы принадлежат к разряду холодных клеев. Размешивание с водой и применение проводятся при комнатной температуре без нагревания раствора. Весьма ценным свойством этих клеев является их высокая водоупорность при значительной связывающей способности. Наиболее прочные соединения дают казеиновые клеи, по использованию которых уже имеется большой опыт. Менее изучены протеиновые клеи, несколько уступающие казеиновым в связывающей способности. Имея в своем составе антисептики, эти клеи не являются питательной средой для грибков и бактерий.
Группа 3. Альбуминные клеи. Эти клеи приготовляются из кровяного альбумина или крови животных путем смешивания с водой и химическими реагентами. Ввиду необходимости применять при склеивании горячие прессы t 100 130 Ц они имеют ограниченное применение главным образом при изготовлении клееной фанеры. Отличаются высокой водоупорностью.
Группа 4. Растительные клеи. Сюда относятся:
1 Крахмальные клеи, применяемые главным образом при изготовлении дешевых сортов фанеры. Отличаются весьма слабой водосопротивляемостью и силько пачкают древесину ввиду наличия большого количества щелочи.
2 Клей из водорослей альгиновый клей пока еще мало изучен.
Группа 5. Жидкие клеи, приготовляемые главным образом из шкур, костей, плавников рыб или из других материалов. Ввиду слабых связывающих свойств и малой водоупорности эти клеи находят весьма ограниченное применение в мелких деревообделочных производствах.
Группа б. Разные клеи сюда необходимо отнести: бакелитовые клеи на основе фенол-формальдегидной смолы, применяемые в настоящее время для изготовления специальной водоупорной и кислотоупорной фанеры, а также для приклеивания к дереву металлов. Требуют применения горячих прессов с t3 130 140Ц.
Животные клеи обычно используются в виде водных растворов клея без добавления каких-либо химикалий, однако в целях экономии возможно применение клея с добавкой мела в количестве до 15 сухого материала.
Для увеличения водоупорности животных клеев предложен ряд способов, как-то: добавление квасцов, хромовокислого калия, одновременное введение щавелевой кислоты 5,5 и параформальдегида 10,0.
Два первых способа дают весьма невысокий эффект, а третий требует параформальдегида специальных свойств, причем в последнем случае клеевой раствор приобретает способность быстро в течение 2 4 час. терять при хранении жидкую консистенцию.
Казеиновый клей Ц А Г И 104 в сухом виде представляет собой порошок следующего состава:
Казеина 100 ч.
Извести гашеной 22 24 ч.
Фтористого натрия 8 12.
Фосфорнокислого натрия 6 10
Альбуминного порошка 3.
Медного купороса 112-
Керосина 1.
Таблица 1
Технические свойств клеющих материалов, применяемых для склеивания древесины в строительном деле
Наименование клея
Содержание воды в весовых частях на 1 вес. ч. сухого клея
Способ применения
Связывающая способность при испытании на скалывание по фиг. 9 в кгсм Древесина ясеня Водостойкость при испытании по фиг. 9 после 30-часового вымачивания образцов в воде при 18 20 Ц
Крепость на скалывание березовой фанеры по фиг. 9а в кг 1см в сухом состоянии
После 1 часа кипячения в воде
Ши вотные клеи Мездровые клеи
а Высшего сорта
б Среднего
в Низшего
Костяной клей
Высшего сорта Среднего
От П2 до 3 112 212 1 2
1 214 1 2
Раствор в горячем виде при t 75 80 Ц наносится кистью или механическим клеераспределителем на древесину. Последнюю желательно клеить в подогретом состоянии
От 120 до 200 100 160 50.1С0
110 160 70 100
От 40 до 75 25 65 0 ь 36
15 46 0 37
Казеиновые клеи
Клей ЦАГИ 104 в порошке
От 1,5 до 2,2
Водный раствор наносится на древесину кистью или клеераспределителем при t 10 30 Ц. Ни клей, ни дерево не подогреваются
От 100 до 200
От 65 до 125
От 15 до 25
От 8 до 15
Клеи жидкие с силикатом натрия
От 2,5 до 3,5
От 110 до 200
От 70 до 130
То же
То же
Протеиновые клеи
Клей на основе протеина сои в порошке
От 3,5 до 4,0
От 107 до 160
От 65 до 101
От 15 до 20
От 7 до 9
Клеи на основе протеина клещевины в порошке
От 3,5 до 4,0
То же
От 20 до 90
Испытаний не выдерживают
От 12 до 20
От 5 до 20
Альбуминные и кровяные клеи
Состав дан в тексте
Раствор наносится распределителем.
Шпон прессуется в горячем прессе при f 100 130 Ц
От 15 до 25
От 8 до 15
Бакелитовые клеи бумажная пленка
Бумажная бакелитовая пленка закладывается между склеиваемыми поверхностями.
Прессуется все в горячем прессе при 130 140Ц
-
От 15 до 30
15 и выше
122 Н. Ф. БОЧАРОВ
КЛЕЕНЫЕ ДЕРЕВЯННЫЕ ДЕТАЛИ
123
Порошок размешивается с водой комнатной температуры 10 30Ц в отношении: 1 вес. ч. порошка на 1,5 2,2 ч. воды до получения однородной массы.
Для удешевления в водный раствор клея может быть введено до 20 жидкого натронного стекла без ущерба для связывающей силы и водоупорности.
Этот клей может быть использован для наклейки на деревянные части листового металла железо, сталь при условии обработки поверхности последнего раствором серной кислоты травление или пескоструйным аппаратом.
Нормальный казеиновый клей с жидким стеклом, приготовляемый на месте потребления, имеет состав:
1 Казеина 100 ч.
Извести СаО 20 30 ч.
Na2C03cyxoft 7 8 ч.
Силиката натрия 38 40 Бе 60 70 ч
Воды не менее 350 ч.
Машинного масла 1 1,5 ч.
2 Казеина 100 ч.
Извести СаО 20 25 ч.
Силиката натрия 38 40 Бе 70 ч.
Воды 300 ч.
Машинного масла 1,5 ч.
Протеиновые клеи в порошке
Соевый клей:
Протеина казеина сои 100 ч.
Извести СаОН2 гашеной 23 ч.
Фтористого натрия сухого 8 ч.
Фосфорнокислого натрия 7 ч.
Клещевинный клей:
Протеина казеина клещевины 100 ч,
Извести СаОН2 12 ч.
Фтористого натрия сухого 8 ч.
Оба клея готовятся разведением 1 вес. ч. порошка в 3,5 вес. ч. воды комнатной температуры.
Альбуминные клеи Обычно готовятся на месте применения Простейший состав:
Альбумина черного 100 вес. ч.
Извести СаО 10 вес.ч.
Воды 900 вес. ч.
Технические свойства перечисленных выше клеющих материалов даны в табл. 1. Во всех случаях следует отдать предпочтение к а 8 е иновым клеям.
Более подробные рецепты даны в специальной литературе.
Примечание. Подробности приготовления сы. Бочаров Н., Казеиновые клеи, 1932 г., стр. 78.
Раковский А. В., Фанерные клеи, Лестехиэдат, 1934 г.
Бюллетень Центр, лаборатории фанерного треста 1, 1932 г.
4. Подготовка древесины для склеивания
Содержание влаги в древесине должно быть таково, чтобы после склеивания деталь имела влажность, близкую к средней влажности, приобретаемой в эксплоатации.
Материал как в отдельных штуках, так и в целых партиях должен иметь приблизительно одинаковую влажность, во всяком случае не превышающую 15. При этом для деталей, предназначенных к эксплоатации в закрытых, хорошо отапливаемых помещениях, желательно применение древесины с влажностью не выше 7 8. Увеличение влажности при склеивании зависит от толщины склеиваемых деталей, числа слоев, содержания влаги в клее и расхода клея и может колебаться в пределах от 1 до 45 табл. 2.
Древесные заготовки, предназначенные для склеивания, должны быть правильно высушены, без трещин и значительных внутренних напряжений.
Состояние поверхностей, подлежащих склеиванию. Склеиваемые поверхности должны быть хорошо пригнаны прифуговка, бее волнистости и глубоких царапин, трещин и прочих дефектов машинной обработки. Ручная пригонка не обеспечивает необходимой плотности при склеивании, особенно толстых досок и брусков.
Цинубление царапанье поверхностей, как правило, не улучшает, а, наоборот, ухудшает качество склейки и допустимо только как мера устранения волнистости и других дефектов предварительной обработки. Поверхности должны быть свободны от грязи, масла и древесной пыли.
5. Процесс склеивания
Скорость затвердевания клея в соединениях древесины зависит: 1 от качества применяемых клеев, 2 от количественного содержания в клее воды, 3 от влажности и сорта древесины, 4 от температурных условий в помещении, где производится склеивание.
Горячие животные клеи, как правило, схватывают и затвердевают несколько быстрее холодных казеиновых и протеиновых клеев.
В то время как для холодных клеев температура помещения в пределах 10 30Ц не имеет существенного значения, для животных клеев разница в температуре 5 6 Ц имеет существенное вначение. На фиг. '7 даны кривые затвердевания животных мездровых клеев в соединениях сахарного клена 7 влажности при двух равных температурах помещения, а на фиг. 8 характерные кривые затвердевания казеиновых клеев в соединениях ясеня влажностью 12.
Таблица 2
Количество влаги, добавляемой при склеивании
Число
слоев
Толщина одного слоя
в мм
Общая
толщина
в мм
Увеличение влажности в при клеях, содержащих
Примечание
на 1 ч. клея 212 ч. воды
на 1 ч. клея 2 ч. воды
на 1 ч. клея 184 ч. воды
3
0,5
1.5
30,5
32,5
47,3
1 Расход 85 г сухого клея на
5
1,0
5
15,8
16,9
24,5
1 лез
5
3,0
15
3,6
3,8
5,5
2 То же 90 г на 1 лс2
9
3,0
27
зд
8,7
12,6
з 160 г на 1 м
10
20,0
20
М
1,5
2Д
15
25,0
12,5
менее 1,5
124
Н. Ф. БОЧАРОВ
Кривая фиг. 8 со значком I дана для клея ЦАГИ 104, разведенного водой в отношении 1 : 14.
Кривая со значком II для клея с жидким теклом жидкосмешиваемого.
Крепость соединений определялась во всех случаях по схеме фиг. 9.
Условия нанесения клея. Раствор казеиновых клеев при склеивании вдоль волокон обычно наносится только на одну
9
1
2Ю
О
175
140
1
105
е
1
70
1
35
t 321
1
и
1
■-ziS
Г
1
у
L
Z
О г 4 6 8 Ю 12 1.4 16
Время после склеибанцй 6 часах
Фиг. 7. Кривые затвердевания животных мездровых клеев в соединениях сахарного клена 7 влажности
ив соединяемых поверхностей. Средний расход сухого клея при нормальном разведении водой 1 : 2 по весу составляет 185 гм2. В отдельных случаях применения расход казеиновых и протеиновых клеев может колебаться в пределах от 150 до 280 гм2 сухого материала.
Фиг. 8. Характерные кривые затвердевания казеиновых клеев в соединениях ясеня влажностью 12
Раствор животных клеев наносится обычно на обе склеиваемые поверхности.
Расход сухого клея колеблется в пределах 100 200 гм2.
При торцевых и полуторцевых соединениях необходимо применять более густые клеи и наносить их также на обе склеиваемые поверхности.
Время сборки промежуток с момента нанесения клея до момента запрессовки определяется характером операций, проводимых в этот отрезок времени. При закрытой сборке на животном клею склеиваемые детали складываются тотчас после нанесения клея время сборки в зависимости от температуры помещения и склеиваемой древесины колеблется от 0,5 до 15 мин.
f-S
200-
Э СЛОИ
Ьслоеб I
Фиг. 9. Схемы соединения для определения крепости клея
Yi-ilST.; ■
L г I. 1Ч
i.murs 4.-'.I. Фиг. 0. Характер разрушения клееного шла
КЛЕЕНЫЕ ДЕРЕВЯННЫЕ ДЕТАЛИ
125
Н-:::-
tlv:
A
Яг
a
t
8
Фиг. 11. Приспособления для запрессовки.
При открытой сборке детали складываются перед моментом эапрессовки на тех же клеях от 18 до 2х2 мин. Казеиновые и протеиновые клеи допускают сборку: открытую от 0 до 12 мин., закрытую от 5 до 20 мин.
Несвоевременное наложение пресса приводит обычно к слабому соединению. При запоздании имеет место преждевременное застывание клея, не способного в дальнейшем образовать ровную тонкую прослойку фиг. 10, С.
При преждевременной запрессовке получается голодное соединение клей или вдавливается в дерево или вытекает, причем при раэломе остается впечатление полного отсутствия клея в местах склейки фиг. 10, В.
При нормальной запрессовке разрушение происходит обычно по древесине фиг. 10,.4.
Давление пресса должно обеспечивать полное и равномерное сближение склеиваемых поверхностей. Нагрузка от 2 до 12 кгсмг при условии хорошей подгонки поверхностей дает удовлетворительные результаты. Предпочтение следует отдавать более высоким давлениям. Величина давления должна назначаться с учетом консистенции клея и времени сборки.
Время действия пресса. При склеивании мягких пород сосны, ели время действия пресса должно быть не менее 4 час.; при твердых породах, дуб, ясень не менее 6 час. При изготовлении слоистых фанерных деталей не менее 8 час.
Для получения необходимого давления при запрессовке применяются различные приспособления, зависящие от конфигурации деталей. Отдельные приспособления показаны на фиг. 11.
Фиг. 12. Пресс для холодной клейки
На фиг. 12 представлен пресс для холодной клейки казеиновым клеем при массовом изготовлении элементов дверей.
Просушка деталей после запрессовки. После снятия пресса клееные детали до пуска их в обработку должны быть выдержаны в течение некоторого срока.
126
Н. Ф. БОЧАРОВ
Детали из досок и брусков толщиной не ниже 20 мм могут быть пущены в обработку не ранее
1 суток по снятии пресса.
Детали из пиленого шпона или тонких досок толщиной до 10 мм не ранее 3 суток по снятии пресса.
Многослойные детали из тонкой фанеры не ранее 5 суток по снятии пресса.
Хранение клеевых деталей. Помещение должно быть закрытым, чистым и по возможности отапливаемым, дабы обеспечить, с одной стороны, постоянство содержания в древесине влаги и избежать чрезвычайно вредной излишней усушки, вызывающей коробление и растрескивание по месту склейки, а о другой стороны, исключить возможность заражения древесины грибками. Последнее условие должно быть особенно учтено при применении клея на
белковой основе, который является питательной средой для бактерий.
Во всех случаях желательна защитная покраска клееных деталей.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бочаровы.Ф., Исследование столярных желатиновых клеев, Труды ЦАГИ, вып. 27, 1926 г.
2. Е г о же, Техника склеивания древесины казеиновыми клеями, Труды ЦАГИ, вып. 71, 1931 г.
3. Е г о же, Казеиновые клеи, Труды ЦАГИ, вып. 115, 1932 г.
4. Вирник В., Гиаланцев и Эпштейн, Производство клея и желатина, 1932 г.
5. Раковский А. В., Клеи в фанерном производстве, Гослестехиздат, 1934 г.
6. Stadlinger, Klebstoffe als Starkeerreugnissen, Berlin 1932.
7. Sutermeister E., Casein and its industrial application, New-Jork 1927.
РАЗДЕЛ ТРЕТИЙ
ПЛОСКОСТНЫЕ СИСТЕМЫ
Иною. П. П. НИКОЛАЕВ
I. БАЛКИ ПРОСТЕЙШЕГО ВИДА
1. Общие сведения
Балки простейшего вида из круглого окантованного или пиленого леса разрезные, консольные и неразрезные применяются главным обра80М в чердачных и междуэтажных перекрытиях с обычной для жилых зданий нагрузкой.
При значительных нагрузках переходят к составным балкам, преимущественно ив пиленого леса на пластинчатых нагелях или гвоздях.
Элементы перекрытий проверяются на статические и динамические воздействия всех постоянных и временных нагрузок.
Постоянными нагрузками являются нагрузки от собственного веса балок и ограждающих элементов утеплителей, изоляции и т. п. Подсчет нагрузок производится по фактическому объемному весу входящих в конструкцию элементов.
Средний вес д0 дощатых балок в кг на 1 м2 перекрытия дан в табл. 1.
Таблица 1
Средний вес дощатых балок на 1 л8 перекрытия
V в кг'лс2 1о в м
75-100
150
250
300
350
4,00
12
18
24
28
30
5,00
18
26
34
38
43
6,00
28
40
50
57
62
При назначении временных нагрузок надлежит руководствоваться данными табл. 248 тома
II справочника стр. 664.
2. Общие конструктивные и расчетные указания
При проектировании балок из пиленого леса следует руководствоваться стандартом 7099
табл. 2.
При проектировании балок ив круглого леса следует руководствоваться следующими равмерами строительных бревен в воздушно-сухом
ОРФ
состоянии, установленными 7624.
Толщина бревен в верхнем отрубе d ; 16 см.
Длина бревен от 2 до 9 м с интервалами в 0,5 л.
При выборе сортамента следует предпочитать наиболее высокие и широкие брусья. Высокие балки, несмотря на увеличение общей высоты перекрытия и связанное с этим удорожание стен, более экономичны, увеличение же ширины бруса позволяет при той же высоте увеличить расстояние между балками, которое не должно однако превышать 0,90 м.
Спаренные доски должны быть толщиной не менее 3,5 4 см и скрепляться между собой гвовдями через 0,70 м по длине балки.
Подревку растянутых волокон балок сцлошного сечения на опоре не следует делать более 1th. В случае передачи нагрузки на балку через пришитые по бокам черепные бруски в целях предупреждения отрыва нижних волокон балки по линии гвоздевого забоя черепов сниву в балку следует вабить ряд гвоэдей длиной не менее h3.
Необходимые размеры сечений элементов определяются расчетом на прочность и на жесткость.
Допускаемый прогиб принимается: для междуэтажных перекрытий шах 155 Для чеР
дачных тх 200 350 Поверка на скалывание производится только при значительных сосредоточенных нагрузках, приложенных на небольшом расстоянии от опор по обычной формуле:
где Q поперечная сила;
статический момент;
Ь ширина балки.
Определение изгибающих моментов и прогибов можно производить по вспомогательным таблицам2, а для консольных балок по табл. 3.
Для определения прогиба в середине любого пролета неразрезной балки с неравными пролетами при известных опорных моментах можно пользоваться следующей формулой:
I М МЛ I2 От 10EI ’
1 См. том II справочника, стр. 659.
я См. том II справочника, табл. 103, 106, 140 и 143.
128
П. П. НИКОЛАЕВ
5
в
Еч
е
■
2
А
о
а
и
3
о
б
I
О
И
S
в
Ф
Н
н
с5
О
Я
Н
Р4
а
ей
И
И.
А
Н
0
И
Н.
о
Н
д
Р.
a
о
2
и
►р
и
В
о
В
о
I
о
S3
а
а5 а н
5 о S й 2 8 £ P.S Ю о
Й И о g
Pi
5
К
tc
о
2 о
Р
I
о ®
йи
Таблица 3
ев
К
св
a
о,
а
5
St
В
о я S 8
I
I
ь
а р£
Sg та 2 с в
ооооооооооооооо
сососососососососососососососо
I I
ооооооаоооооооаооооооооооооооо
смевсевсчеаеамсчсасчеасаеясч
I cDCDcDtOtDCDOCO0DODCDCOD I ммсасюаеамммосаоооеа
I I Т -Ф ’Ф - Т ■ ’Ф Т Т
I I сч м м -.смсммс1сч1мсмс4сч
eiNNNNNNNNClN'jaN
ссчссчсчеаоассасчелечеаеаса
ооооосооо о о о о о о
счсчосчечсасаечсчсчсчсчсэсчсч
I I во OD 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
I I НПНг'рчппНННННгчиН
OCOGDGDC0COCDGDGDC0COGDG0G0CDGDCO
счсчеэечечсэмсчсэсасчечсвечеасасч
ооооооооооооооооо
деклююьадеююьаьадеде
00 00 оо“00 00000000 00 00 00 00 0 00 00 оо
ююктотюкдююкАкаю
I I I I I I I IS
соеососооосоеосо
I I
I I
о о
М 91
IISI
S2 I I
2 I I
I I I
I
оо осоо ®юосюоюооло © еаоео V ю cf со'ьГоо ©
где о прогиб свободно лежащей на двух опорах балки от нагрузки, расположенной в пролете;;
Мп и МЛ правый и соответствующий левый опорные моменты рассматриваемого пролета со своими энаками фиг. 1;
I и EI пролет и жесткость балки
-KyfiL
МпКа31
гтгттпшШШШПШШШ
Фиг.
При расчете неразрезных балок с равными пролетами и сплошной равномерной нагрузкой, постоянной и временной, надлежит пользоваться графиками фиг. 2 иЗ1, Эти графики позволяют определить эквивалентные нагрузки по моменту Мткх и прогибу тах и свести расчет неразрезной балки к расчету свободно лежащей балки. Кривые коэфициентов даны для двух-, трех-, четырех и пятипролетных балок; для многопролетных балок вледует пользоваться кривыми для пятипролетной балки. Кривые построены для отношений временной нагрузки к постоянной -у-
от 0 до 6,0. После определения соответствующих коэфициентов kf и км расчетная нагрузка вы
1 Составлены инж. Замараевым В. А.
БАЛКИ ПРОСТЕЙШЕГО ВИДА
129
числяется по формулам q kq и qM к q, и дальнейший расчет производится, как для простой балки.
15 £0 25 00 15 0 45
Фиг. 2
Примечание. Для двухпролетной балки по' max fe 1,00 независимо от.
р временная нагрузка, д постоянная нагрузка
“f
-
pi
0.70 -
1
o
yi
аП61
d -
065 -
-
4
r-
060;-
: t
4h
j
if
-
- 7-
fnpt
inem
a
a
t-
-i i -
чч 3
3 пролег
ЛИ
a 050 f
1
m if
_4 пролета 045 -
P-
itri niTmjlll II rm111iTiT-У __
L iXiJ-iJLiJ ■
'I
““ РР0Ле™Ь
гщгттПттп.тщ ’
0,41 L
,,
Фиг. 3
Р временная нагрузка, 0 постоянная нагрузка
Для балок иного типа коэфициенты эквивалентной нагрузки км и kf могут быть взяты ив таблиц на стр. 40.
Пример 1. Требуется определить необходимое сечение пятипролетной балки с равными пролетами I 5,50 м. Дано:
0 170 кгм р Ш кгм2,
Т 20 ’ кгсм2; Е НО 000 кгсм1.
Для 1,76 находим по графику фиг. 2:
км 0,916;
по графику фиг. 3:
кр 0,665.
Суммарная нагрувка q р д 300 170 470 кгм2.
Определяем приведенные погонные нагрувки на балку, приняв расстояние между балками с 0,6 м.
qM 0,916 470 0,6 258 кгпог. м;
0,665 470 0,6 188 кг пог. л;
далее расчет производится так же, как и для простых балок см. ниже.
Неразрезные балки конструируются из двух досок с расположением шарниров ,в шахматном порядке примерно в нулевых точках фиг. 4.
. Шь
€
щ
Деталь шарнира
Первый ряд досок tBmopou ряд досок
-II-
Схема расположения шарниров
Фасад
4-
Ж
r-J I '
all
b и-50.-50 - 50 i-50 -Г2У План
Второй ряд досок
I
Первый ряд досок Фиг. 4. Размещение гвоздей
ПоА'б
б
н
i
Таблица размеров гвоздей Гвозди
a
dfg
I
60
3,5
60
70
3,5
70
80
3,5
80
90
3,5
90
100
4,0
100
120
4,0
110
140
4,5
125
160
5,0
150
130
П. П. НИКОЛАЕВ
3. Расчет балок из бревен
Ниже помещены таблицы для определения необходимых 1 и W бревен и брусьев по пролету I, расстоянию между осями балок с в метрах и полной нагрузке q в кгм2 перекрытия. Табл. 9, 10 и 11 дают значения величин I, W n F для различных профилей бревен, табл. 12 содержит общие формулы для определения F, S, I и W для составных сечений, табл. 13 то же для целых сечений.
Таблица 4
Формулы для расчета балов по прочности и жесткости
1
1
По жесткости
1
200
I 0,30дс03
1
250
I Of375gcIo3
1
зоо
I 0,45gcZo3
1
350
I 0,525gcZ03
1
400
t
I OfiOqcW
По прочности при 1пи
110 100
90
80
70
Я
о
■
ir:
см
гН
сГ
ё
©в
ю
М
о
II
Ст
СО
О
Обозначения к табл. 4 7:
7 момент инерции сечения в см;
W момент сопротивления сечения в см3; h высота сечения в м; d диаметр сечения в м;
I расчетный пролет;
0 пролет в свету 10 ;
с расстояние между осями балок в м; q полная нагрузка на перекрытие в кгм'1-,
i наименьшее отношение , при котором
расчет производится по жесткости;
Е 100 000 кгм2 модуль упругости древесины. При ином значении модуля упругости таблицами можно пользоваться, вводя коэфициенты:
1 для I:
2 для i:
, юо ооо,
1 Е5
hi
Е
Е'
100 000
Я 30
Пример 2. Требуется проверить напряжения в прогоне междуэтажного перекрытия, несущего нагрузку от двух второстепенных балок по Р3 т, приложенную на расстоянии 30 см от опор. Пролет прогона 3,0 м. Сечение 20 х 14 см, допускае
3.00Фиг. 5.
мые напряжения гам 100 кг см, „ 20 кгсмъ фиг. 5.
Решение. Собственный вес прогона д 0,14 х X 0,2 550 16 кгм,
Аа 24 кг;
16-0,32
Ар 3 000 кг; М 24 0,30 3 000 0,30 914 кгм; W 933 см3
см. табл. 13; п 97 кгсм2 100.
Ввиду близости сосредоточенного груза к опоре проверяем скалывающие напряжения:
£ QS 3 Q 33 024 ко 20 Kiсм2
15 Ш 271420 1 '
Таблица 5
Балки из бревен, окантованных на один кант. Наименьшие вначения г -г для расчета по жесткоств
Допускаемые напряжения nuj
f
1
11G
100
90
80
7 J
o
II
b T
b.i
b-l
1
ь
1
:‘-4
d
b 2
‘-5
-f
4
1
1 'I 1 Л
Ь4
3
6-i
£.
1
200
20,7
20,6
20,4
1
22,7
22,6
Ш
22,2
25,4
25,3
24,8
28,2
28,1
27,6
32,4
32,2
31,6
1
25U
16,7
16,6
16,2
18,2
18,1
17,8
20,4
20,3
19,9
22,7
22,6
22,2
25,9
25,8
25,2
1
300
13,8
13,7
13,5
15,2
15,1
14,8
16,9
16,8
16,5
18,9
18,8
18,4
21,7
21,6
21,0
1
350
11,9
11,8
11,5
13,0
12,9
12,7
14,6
14,5
14,2
16,2
16,1
15,8
18,5
18,4
18,6
1
400
i
10,4
10,3
10,2
11,4
11,3
11Д
12,7
12,6
12,4
14,2
14Д
13,9
16,2
16,1
15,7
ВАЛКИ ПРОСТЕЙШЕГО ВИДА
131
Таблица 6
Балки из бревен, окантованных на два ванта. Наименьшие значения i - для расчета по жесткости
Допускаемые напряжения n,J
110
-7
ь -
-I
100
b-i
-
-4
90
-
80
ь-i
4
-4
70
-S
‘-4
-4
1
2U0
1
250
1
аиО
1
Ь50
1
400
20,5
16,1
13.4
11.5 10,2
19,5
15,7
13.1
11.2 9,9
17,9
14.5 12,0
10.6 9,0
22,0
17.7
14.7 12,6 11,0
21,4
17.2
14.3
12.3 10,7
19.8
15.8
13.2
11.3 9,9
24,6
19,8
16,4
14,1
12,3
24.0 19,3
16.0 13,7 12,0
22,2
17,8
14.7
12.7 П,2
27,5
22,0
18,3
15.8
13.8
26,8
21,5
17,9
15.3
13.4
24.6
19.7 16,5 14,10
12.7
31,4
25,2
21,0
18,0
15,7
30.3
24.5
20.5
17.5
15.3
28,2
22,6
18.9
16.10 14,10
Таблица 7
Таблица 8
Балки из бревен, окантованных па четыре канта. Нан- _ о
j Бажви ив пластин. Наименьшие значения г -4 едя рас
меныпяе значения i 4 пая расчета по жесткости а
d чета по жесткости
Допускаемое напряжение Lпи
110
100
90
1
200
18,0
19,7
22,1
24,6
27,8
1
250
14,5 4
15,8
17,8
19,7
22,6
1
300
12,0
13,2
U.7
16,4
18,9
1
350
10,6
11,3
12,6
14,1
16,1
1
400
9
10,0
11,0
12,4
14,1
80
70
Пример 3. Требуется подобрать размеры бревен междуэтажного перекрытия, окантованных
на два канта при Ъ -j- , нагруженных равномерно распределенной нагрузкой q д р 120 200 320 кг.'ле2; балки свободно оперты и расположены на расстоянии с 0,70 м, пролет в свету 10 5,70 м, допускаемое напряжение пи 80 кгсм, прогиб.
I
Допускаемое напряжение пи
110
100
90
80
70
1
200
12,10
13,3
14,9
16,5
18,9
1
250
9,80
10,7
12,0
13,5
15,1
1
300
8,10
8,8
9,85
11,0
12,7
1
350
7,0
7,60
8,45
9,4
10,8
1
400
6t10
6,1
7,4
8,3
9,5
Решение. Пользуемся табл. 6; при данном напряжении и прогибе имеем: i 22; задаваясь диаметром бревна d 24 см, получаем:
т т -23’8 22’
следовательно расчет производим по жесткости; 0,375 qcl0z.
Подставляя числовые значения, получим:
I 0,375 320 - 0,70 5,70 15 600 см
Данные для расчета балов из бревен
Таблица 9
С
ю
Сечения
Характе-
ристики
Диаметры
бревен в
см
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
д ь кг
м
;
8,5
9,8
ИД
12,5
14,1
15,6
17,4
19,1
21,0
23,00
25,0
27,1
29,3
31,7
34,0
36,4
39,10
F в сиз
132,73
153,94
176,71
201,06
226,98
254,47
283,53
314,16
34,36
380,13
415,48
452,39
490,S7
530,93
572,56
615,75
660,52
706,86
а-
I в см
1 402
1886
2 485
3 217
4100
5 153
6 397
7 854
9 547
11 499
13 737
16 286
19 175
22 432
26 087
30172
34 719
39 761
W всле
215,7
269,4
331,3
402,1
482,3
572,6
673,4
785,4
909,2
1045
1194
1357
1534
1 726
1 932
2155
2 394
2 651
-111-
д в кг
7Д
8,3
9,5
10,9
12,1
13,6
15,2
16,8
18,4
20,4
22,3
24,3
26,3
28,5
30,7
83,0
35,4
37,9
шЩь
F в см
128,9
149,49
171,61
195,25
220,42
247,11
275,33
305,08
336,35
369,15
4047
439,32
476,69
515,59
556,01
597,96
641,43
686,43
Щщ0
I В СЛ1
1 261
1 696
2 235
2 893
3 687
4 635
5 754
7 064
8 586
10 343
12 355
14 648
17 246
20175
23 463
27 137
31 226
35 762
W в сл3
199,4
249,1
306,4
371,8
446,0
529,5
622,7
726,3
840,7
966,7
1104
1255
1418
1595
1 786
1 993
31 226
40 773
f
д в кг
7,3
8,3
9,7
11,00
12,4
13,9
15,5
17,1
18,8
20,6
22,7
24,7
26,8
29,0
31,3
33,7
36,2
38,8
Шш
F в ли
131,65
152,68
175,28
199,42
225,13
252,40
281,22
311,60
343,54
377,04
412,09
488,70
486,88
526,60
567,89
610,74
655,14
701,10
Щш
I в ОИ4
1359
1828
2 409
3118
3 974
4 995
6 201
7 613
9 253
11146
13 315
15 786
18 586
21 743
25 286
29 245
33 652
38 540
W в сл1
210,7
263,2
323,7
392,9
471,3
559,4
658
767,4
888,4
1021
1 167
1 326
1499
1686
1888
2 106
2 340
2 590
d,t
д в кг
7,8
8,4
9,7
11,СО
12,4
14,0
15,6
17,2
19,0
20,8
22,8
24,8
26,9
29,1
31,5
33,8
36,2
38,8
F В CJH2
132
153
176
200
226
254
283
313
345
379
414
451
489
529
571
614
659
705
wP
в м
1371
1 844
2 430
3146
4 009
5 039
6 255
7 680
9 335
11 244
13 432
15 925
18 750
21935
25 509
29 503
33 949
38 880
W в еле
211
263
324
393
472
562
658
768
889
1 022
1 168
1327
1 500
1687
1890
2107
2 341
2 592
Данвые для расчета балок из бревен
Таблица 10
Сечения
Характе
Диаметры
бревен в
СМ
ристики
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
д в кг
6,9
8,0
9,2
10,4
11,6
13,4
14,7
16,4
17,9
19,7
21,6
23,4
25,4
27,5
29,6
31,8
34,2
36,6
illli
F В СЛ2
125
145
166
189
214
240
2G7
296
326
858
391
426
462
500
539
580
622
666
I В СЛС
1114
1498
1 974
2 556
3 257
4 094
5 082
6 240
7 585
9136
10 914
12 939
15 234
17 822
20 726
23 972
27 584
31 590
2
W в см
193
247
304
Зб9
442
525
617
720
833
958
1095
1 244
1 406
1532
1771
1976
2 195
2 430
д в кг
7,2
8,4
9,6
10,9
12,3
13,8
15,4
17,0
18,8
20,6
22,6
24,5
26,6
28,7
31,0
33,4
35,8
38,4
lUll
F в С.М
131
152
174
193
223
250
279
309
341
374
409
445
483
522
564
606
650
696
Щж
I В СЛ1
1 285
1 729
2 278
2 919
3 758
4 721
5 864
7 200
8 752
10 542
12 593
14 930
17 578
20 564
23 915
27 660
31 828
36 450
A
1
W в см
209
261
321
389
467
554
652
760
880
1012
1 156
1 313
1 484
1670
1 S70
2 085
2 317
2 565
д в кг
7,3
8,4
9,7
11,0
12,4
13,9
15,5
17,4
18,9
20,3
22,8
24,8
26,8
29,0
31,3
33,7
30,2
38,6
шщ
F в см2
132
153
176
200
226
253
282
312
344
378
413
450
488
528
569
612
657
703
I в см
1 342
1 806
2 379
3 030
3 925
4 934
6 125
7 520
9 141
11010
13 153
15 593
18 359
21 478
24 978
28 889
33 242
38 070
L
Ч
Г
W в СЛ18
213
266
327
897
477
566
665
776
898
1033
1 180
1341
1 516
1 705
1 909
2 129
2 366
2 619
-if Г
д в кг
6,4
7,5
8,6
9,8
11,0
12,4
13,8
15,3
16,8
18,5
20,2
22,0
23,9
25,8
27,8
30,0
32,2
34,4
dmA
F в см
117
136
156
178
201
225
251
278
306
336
368
400
434
470
607
545
584
625
1 в еле
1085
1 460
1 934
2 490
3 174
3 989
4 952
6 080
7 393
8 902
10 634
12 607
14 844
17 365
20 195
23 357
26 877
30 780
L
k
г
W в см
191
239
294
356
427
507
597
696
806
926
1059
1 203
1 359
1 529
1 712
1910
2 122
2 349
БАЛКИ ПРОСТЕЙШЕГО ВИДА
Данные для расчета балок из частей цилиндрических бревен
у г 550 кглеЗ
Таблица, И
Со
Характе
Диаметры бревен в
см
Сечения
ристики
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
g в яг
3,6
4,2
4,9
5,5
6,2
7,0
7,8
1
1
8,0
9,5
10,4
11,4
12,4
13,5
14,6
15,7
16,9
18,2
19,5
F В СЛ12
66
77
88
100
ИЗ
127
141
157
173
190
207-
226
245
265
286
307
330
353
d
I в см4
700
941
1 240
1 606
2 046
2 572
3193
3 920
4 764
5 739
6 855
8128
9 570
11 196
13 020
15 059
17 328
19 845
W в слсЗ
108
134
165
201
241
286
336
392
454
522
596
677
766
861
964
1076
1 195
1323
д в кг
3,6
4,2
4,9
5,5
6,2
7,0
78
8.6
9,5
10,4
Н,4
12,4
13,5
14,6
15,7
16,9
18,2
19,5
-flf
t I
F в c.u2
63
77
88
100
113
127
141
157
173
190
207
226
245
265.
286
307
330
353
I в еле
200
269
354
459
585
735
912
1 120
1 361
1 640
1 959
2 32.
2 7J4
3 199
3 720
4 303
4 951
5 070
W В CJlt3
53
66
81
98
118
140
165
192
222
256
292
332
375
422
472
527
585
648
1
д в кг
1,8
2,1
2,5
2,8
3,1
3,5
3,9
4,3
4,7
5,2
5,7
6,2
6,7
7,3
7,8
8,4
9,1
9,7
ir
F в см2
33
38,5
44
50
50,5
63,5
70,5
78,5
86,5
95
103,5
ИЗ
_122,5
132,5
143
153,5
165
176,5
■н
1-
J В СЛ1
100
134
177
2-9
292
£67
455
560
680
820
979
1 161
1367
1 599
1850
2151
2 475
2 835
в см
26
33
40
49
59
70
82
96
111
128
146
166
187
1
211
1
236
263
292
324
. НИКОЛАЕВ
БАЛКИ ПРОСТЕЙШЕГО ВИДА
135
Таблица 12
Сечения
-Ь2Г
Данные для расчета балок составного сечепия
Ширина
Ь
Высота Я
Площадь
сечения
F
Расстояние наиболее удаленного волокна от оси у х 1х х
Статический
момент
Момент
инерции
1х
Момент
сопроти
вления
Wx
d
2d
l,52d2
d
0,393d3
0,49d
0,49ds
0,25 d
l,968d
l,566d2
0,984d
0,390d
0,484d
0,493d3
0,333d
l,942d
l,558d
0,971d
0,386d
0,478d
0,492d3
0,5 d
l,866d
l,526d2
0,933d
0,370d3
0,448d
0,48d3
2 0,968d 0,942d 0,80 Cd
0,378d3
0t365d3
0,320d3
0,460d4 0,434 d 0,355d4
X
i
0,25d
0,333d
0,5d
l,936d
l,884d
l,732d
l,562d2
l,546d2
l,48d2
0,475d3 0,461 d3 0,41d3
6
- T
r
b
2h
2bh
h
0,5bi3
0,666bh3
0.666W12
’ 4
0,785d2
0,5 d
0,114d8
0,08d
0,16dB
b
A
It
jl
I
IT
1
h
r
4
t
1
, i
th
Zbh
l,5i
Sj W
Sx x 1,125ЬЛ2
2,25bft3
1,-дЬЛ2
136
Я. П. НИКОЛАЕВ
Таблица 13
Данные для расчета балов различных сечений
Сечения
Ширина
Ь
Высота
h
I
Площадь
сечения
F
I Расстояние наиболее удаленного волокна
ОТ ОСЯ х X 1х X
Статиче
ский
момент
8
Момент
инерции
Момент
сопроти
вления
Wx
Наимень
ший
радиус
инерции
♦
d
0,785d2.
0,5d
0,083d3
0,049d
0,098d
0,2 bd
0,25 d 0,833d
0v934d
0,9l7d
0,783d2
0,779d
0,498d
0,496d
0,082d
0,03d3
0,048d 0,047d
0,096d
0f094d3
0,248d
0,246d
У
0,5d
0,933d
0,763d2
0,486d
0,073d®
0,044d
0,088d3
0,240d
шМ-
-Ц UI
V
ч
0,25d
0,33d
0,5d
0,986d 0,942d 0,866d
0,781da 0,773d2 0,740d
0,484d 0,471 d 0,433d
0,081 d8 0,077d3 0,063d3
0,047d4
0,04cd
0,039d
0,097d
0,095d3
0,09d
0,245d
0,241d
0,230d
1
-Щ- '
0,5d
b
0,866d h
0,695d
bh
0,433d
0,5b
0,061 J8 0,125bh
0,038d4
0,083bh3
0,088d3
0,166bW
0,236d
0,269b
1
1
1
7
1
ъ
d
0,5d
0,393d2
0,29d
0,022d3
0,007d4
0,024d8
0,135d
d
0,39d2
0,5d
0,041 ds
0,025d4
0,048d
0,135d
БАЛКИ ПРОСТЕЙШЕГО ВИДА
137
8,5
4,5
8,5
h
в см
2:5
Таблица 14
Площади F моменты инерции I и моменты сопротивления W прямоугольных поперечных'
Ъ
в СМ
1
2
2,5
2,5
3
2.5 3
3.5
1
2
2.5
3
3.5
4
1
2
2.5
3
3.5
4
4.5
1
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
1
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
5.5
1
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
5.5
6
1
2
2.5
3
3.5
4
4.5 б
5.5 в
7
F в СЛС2
х
в СМ
в СЛ43
0,03
0,67
1,33
2,5
5
6,25
1,31
2,62
3,27
0,17
0,67
1,33
1,04
2,08
2,60
1у А В СМ
0,08
0,17
1,33
0,20
1,67
3,27
3
6
7,5
9
2,25
4,50
5,63
6,75
1.50 3,00 3,76
4.50
0,25
2,00
3,93
6,75
3,5
7,0
8,75
10,5
12,3
3,F8
7,16
8,95
10,80
12,60
4
8
10
12
14
16
5,33
10,7
13.6 16,0
18.6 21,3
2.04 4,08
5.05 6,12 7,15
2.67 5,33
6.68 8,0 9.35
10,7
4,5
9
11,2
13,5
15,7
IS
20
7,60
15,20
19
22,8
26,6
30
34,2
5
10
12.5 1
17.5 20
22.5 25
5,5
11
13.7
16.5
19.2 22
24.7
27.5
30.2
10,4
20,8
26
31.2
36.2 41,7 47 52,1
3,40
6,80
8,50
10,2
11,9
13,6
15,3
0,23
2,34
4,60
7,90
12,60
0,33
2,67
5,24
9,00
14,8
21,3
0,36
1,67
5,90
10,10
16,50
23,8
34,2
4,17
8,33
10,4
Ь,5
14.6
16.7
18.8 20,8
13,8
27,6
34.5
41.5 48, э 55 62 69 76
6
12
15
18
21
24
27
30
33
36
7
14
17.5 21
24.5 28
31.5 35
38.5 42 49
18,0
36.0 45
54.0 63
72.0 81
90.0 99
108
5
10
12.5
15
17.5 20 22,5 25
27.5
0,42
3,33
6,56
11,2
18,4
26,7
38.0
52.1
0,45
7,20
12.7
19.7 29,2
41.8 57 76
6,00
12,0
15
18,0
21
24.0 27 3,0 33
36.0
28,6
57,2
71,5
85,7
100
114
12
143
157
171
200
8,17
10.3
20.4
24.5 24,4
32.7
36.8
40.8
44.8 49,0 57,2
0.50
4,00
7,8
13.5 22,0 32,0
45.5 6.5 83
108
0,58
4,67
9,20
15.7
26.7 37,3 53,2 72,9 97
126
200
сечений применительно к
7090
Wy
В СЛСЗ
0,17
0,33
1,33
0,42
1,67
2,60
0,50
2,00
3,12
4,50
0,59
2,34
3,52
5,25
7,15
0,67
2,67
4,13
6,00
8,16
10,7
0,77
1,67
4,70
6,75
7,15
12,00
15,30
0,83
3,33
5,20
7,67
10,2
13,3
17,0
20,8
0,92 3 66 5,70 8,25 11,2
14.6
18.6
22.5
27.5
1,00
4.00 6,25
9.00 12,25 16,0 20,40
25.0 30
36.0
1,17
4,67
7,30
10,5
14,3
18.7
23.8
29.2 35 42,0
57.2
h
Ъ
F
1г
Wy
В СМ
В см
в см2
в см
в слсЗч
в см
в смз
1
8
42,7
10,7
0,67
1,33
2
16
85,3
21,3
5,33
5,33
2,5
20
117
26,8
1C,5
8,30
3
24
128
32,0
18,0
12,0
3,5
28
150
87,5
28,6
16,3
8
4
32
171
42,7
42,7
21,3
4,5
36
193
48,0
61
27,2
1
40
213
53,3
83,3
33,3
5,5
44
234
58,6
110
40
6
48
256
64,0
144
48,0
7
6
299
74,7
299
65,3
8
64
341
85,3
341
85,3
1
8,5
51,2
12
С, 70
1,42
2
17
102,4
24
5,67
5,67
2,5
21,2
128
30
11,10
8,90
3
25,5
153
36
19,1
12,7
3,5
29,7
179
42
29,6
17,0
4
34
204
48
45
22,4
8,5
4,5
38,2
230
54
64,5
29
5
42,5
256
60
88,5
36,4
5,5
46,7
282
66
117
42,5
6
51
314
72
153
51
7
59,5
366
84
242
69,5
8
68
420
96
362
91
8,5
72,2
445
102
435
102
1
9
60,7
13,5
0,75
1,50 1
2
18
121
27,0
6,00
6, СО
2,5
22,5
15,2
33,8
11,8
9,40
3
27
Ш
40,5
20,2
13,5
3,5
31,5,
21,2
47,3
32,2
18,35
4
36
243
54,0
48,0
24,0
о
4,5
40,5
7,3
60,7
68,5
33,0
9
5
45
304
67,5
93,7
37,5
5,5
49,5
334
74,2
124
45
6
54
364
81,0
162
54,0 ;
7
63
425
94,5
25,7
73,5
8
72
486
108
384
96,0
8,5
76,5
516
115
460
108
9
81
547
121
547
121
1
10
833
16,7
0,83
1,67
2
20
167
33,3
6,67
6,67
2,5
25
208
42,0
13,10
10,40
3
30
250
.50,0
22,5
15,0
3,5
35
292
58,5
35,8
20,4
4
40
833
66,7
53,3
26,7
4,5
45
376
75,0
76,0
84,0
10
5
50
417
83,3
104
41,7
5,5
55
458
91,6
138
50
6
60
500
10;
180
60,0
7
70.
583
117
286
81,7
8
80
667
133
427
107
8,5
85
70S
141
512
120
9
90
750
150
607
135
10
100
833
167
833
167
1
11
111
20,2
0,92
1,83
2
22
222
40,3
7,:3
7,33 :
2,5
27,5
278
50,5
14,40
11,40
3
33
333
60,5
24,7
16,5
г 3,5
38,5
390
71
39,4
22,4
4
44
444
80,7
58,7
29,3
4,5
49,5
500
91
83,5
37,4
5 '
55
555
101
115
45,8
5,5
60,5
СЮ
110,5
152
55,0
6
66
665
121
198
66,0
7
77
776
141
814
89,8
8
88
887
161
469
117
8,5
93,5
94
171
562
132
9
99
Ш
181
668
148
10
110
1 109
202
917
183
11
121
1 220
221
1220
222
1
12
144
24,0
1,00
2,00
12
2
24
288
48,0
8,00
8,00
2,5
30
36:3
60,0
15,70
12,5
L
П. П. НИКОЛАЕВ
Ъ
F
1х
Wx
Wy
в см
в слг
В СМ2
В СЛС
В см
В СМ
В СЛСЗ
3
36
432
72,0
27,0
18,0
3,5
42
505
84,0
43,0
24,4
4
48
576
96,0
64,0
32,0
4,5
54
650
108,0
91,0
42,5
5
60
720
120
125
50,0
5,5
66
792
132
166
60,0
12
6
72
864
144
216
72,0
7
84
1008
168
343
98,0
8
96
1 152
192
512
128
8,5
102
1 224
204
615
144
9
108
1 296
216
729
162
10
120
1440
240
1000
200
И
132
1 584
264
1 331
242
12
144
1 728
288
i 728
288
1
13
183
28,2
1,08
2,17
2
26
336
56,3
8,67
8,67
2,5
32,5
457
70,5
17,0
13,5
3
39
549
84,5
29,2
19,5
3,5
45,5
640
93,7
46,5
26,5
4
52
732
ИЗ
69,3
34,7
4,5
58,5
825
127
99,0
44,3
5
65
915
141
135
54,2
13
5,5
71,5
1007
155
180
65,0
6
78
1098
169
234
78,0
7
91
1 2S2
197
372
106
8
104
1465
225
555
139
8,5
116,5
1 556
239
665
156
9
117
1-64S
253
790
175
10
130
1 831
282
1 083
217
И
143
2 014
310
1 442
262
12
156
2 197
338
1 872
312
13
169
2 380
366
2 380
366
1
14
229.
32,7
1.17
2,33
2
28
457
65,3
9,33
9,33
2,5
35
575
74,5
18,4
14,60
3
42
686
98,0
31,5
‘ 21.0
3,5
49
805
108
50,0
28,6
4
56
915
131
74,7
37,3
4,5
63
1030
137
106
47,5
5
70
1 143
163
146
58,3
5,5
77
1 257
179
193,5
70,0
н
6
84
1 372
196
252
84,0
7
98
1 601
229
401
114
8
112
1 829
261
597
149
8,5
119
1943
277
715
.168
9
126
2 058
294
850
189
Ю
140
2 287
327
1 167
233
11
154
2 515
359
1 553
282
12
168
2 744
392
2 016
336
13
182
2 973
425
2 563
394
14
196
3 201
457
3 201
457
1
15
, 281
37,5
1,25
2,50
2
30
562
75,0
10,0
19,0
2,5
37,5
705
94
19,6
15,6
3
45
844
112
ЗЭ-,7
22,5
3,5
52,5
985
131
53,8
30,6
4
60
1125
180
80,0
40,0
4,5
67,5
1 265
169
114
- 51,0
5
75
1406
187
156
62,5
5,5
207
75
1 г
6
90
Д 687
225
270
90,0
15
7
105
1 969
262
429
122
8
120
2 250
30D
640
160
8,5
127,5
2 391
319
767
180
9
135
2 531
337
911
202
10
150
2 812
375
1 250
250
И
165
3 094
412
1 6С4
902
12
180
3 375
450
2 160
360
13
195
3 656
487
2 746
422
14
210
3 937
525
3 430
490
15
225
4 219
562
4 219
562
1
16
341
42,7
1,33
2,67
2
32
683
85,3
10,7
10,7
2,5
40
855
107
21,0
16,6
3
48
1024
128
36,0
24.0
3,5
56
1 200
149
57,5
32,Я
4
64
1 365
171
85,3
42,7
16
4,5
72
1 540
192
122
54,5
5
80
1 707
213
167
66,7
5.5
88
1 877
234
221
80
€
96
2 044
256
288
96,0
7
112
2 385
299
457
131
8
128
2 731
341
683
171
8,5
136
2 901
462
820
192
Продолжение
h
Ъ
F
1х 1
1 wx
1 V
Wy
В см
в см
в СЛС2
в см
в слез
1 В СМ4
В CJH3
9
144
3 072
384
972
216
10
160
3 413
427
1 333.
267
11
176
3 755
469
1 775
323
1 £
12
196
4 086
512
2 804
384
10
13
208
4 427
555
2 929
451
14
224
4 779
597
3 659
523
15
240
5 120
640
4 500
600
16
256
5 461
683
5 461
683
1
17
409
48,2
1,42
2,83
2
34
819
96,3
11,3
и,з
2,5
42,5
10.0
120
22,3
17,7
3
51
1 228
144
38,2
25,5
3,5
60
1430
168
61,0
35,4
4
68
1 638
193
90,7
45,3
4,5
7,5
1 840
217
129
58,8
5
85
2 07
241
177
70,8
5,5
93,5
2 252
265
235
85
6
102
2 456
289
306
102
7
119
2 866
337
486
139
14
8
136
3 275
385
725
181
8,5
144,5
3 480
409
870
204
9
153
3 685
433
1033
229
10
170
4 094
482
1417
283
11
187
4 504
530
1886
343
12
204
4913
578
2 448
408
13
221
5 322
626
3 112
479
14
238
5 732
674
3 887
555
15
255
6141
4 781
637
16
272
6 551
771
5 303
725
17
289
6 960
819
6 960
819
1
18
486
54,0
1,50
3,00
2
36
972
108
12,0
12,0
2,5
45
1 220
135
23,6
18,7
3
54
1 458
162
40,5
27,0
3,5
63
1700
189
64,5
37,4
4
72
1 944
214
96,0
48,0
4,5
81
2 190
243
137
61,3
5
90
2 480
270
187
75,0
5,5
99
2 673
297
249
90
6
108
2 916
324
324
108
7
126
3 402
378
514
147
18
8
144
3 888
432
768
192
8,5
153
4 131
459
922
216
9
162
4 374
486
1 093
243
10
180
4 860
540
1 500
300
11
198
5 346
594
1 996
363
12
216
5 832
648
2 592
432
13
234
6 318
702
3 295
507
14
252
6 804
4 116
538
15
270
7 290
10
5 062
675
16
288
7 776
864
6 144
768
17
306
. 8 262
918
7 369
867
18
324
8 748
972
8 748
972
1
19
572
60,2
1,58
3,17
2
38
1 143
120
12,7
12,7
2,5
47,5
1 430
152
24,9
26,0
3
57
1 715
180
42,7
28 5
3,5
66,5
2 000
212
68
39,6
4
76
2 286
241
101
50,7
4,5
85,5
2 580
272
144
64,5
5
95
2 858
301
198
79,2
5,5
104,5
3 143
331
263
95
6
114
3 429
361
342
114
7
133
4 001
421
543
155
1Q
8
152
4 573
481
811
203
19
8,5
161
4 858
511
970
228
9
171
5 144
541
1 154
256
Ю
190
5 716
602
1 583
317
И
209
6 287
662
2 107
383
12
228
6 859
722
2 736
456
13
247
7 431
782
3 479
535
14
266
8 002
842
4 345
621
15
285
8 574
902
5 344
712
16
304
9 145
963
6 485
811
17
323
9 717
Л-ч023
7 779
915
18
342
10 288
1083
9 234
1 26
19
361
10 860
1 143
10860
1 143
1
20
667
66,7
1,67
3,33
2
40
1333
133
13,3
13,3
2.5
50
1 670
167
26,'
20,8
20
3
60
2000
200
45,0
30,0
3,5
70
2 340
234
71,6
40,0
4
80
2 667
267
107
58,3
4.5 ;
Sf :
3 000 ,
300
152
68,0
БАЛКИ ПРОСТЕЙШЕГО ВИДА
139
Продол женив
h
в см
20
21
22
23
Ъ
в см
F
В CJM3
в см
Wx в см
Wy
В СМ
5
5.5
6
7
8
8.5 Я
10
11
12
18
14
15
16
17
18
19
20
2.5
3
3.5
4
4.5
5
5.5
6
7
8
8.5 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20 21
100
110
120
140
160
170
180
200
220
240
260
280
300
320
340
360
380
400
3 333 3 666
4 ООО'
4 667
5 333
5 666
6 000
6 667
7 333
8 000
8 667
9 ЯЗЗ 10 ООО
10 67
11 333
12 000
12 667
13 333
333 366 400 467 533 600 00 667 733 800 867 33 1 000 1 067 1 1ЯЗ 1 200 1 267 1333
208 276 360 672 853 1024 1 215
1 667
2 218 2 880
3 662
4 573
5 625
6 827 8 188 9 720 11 432 13333
83,3
100
120
163
213
240
270
333
403
480
563
653
750
853
963
1080
1203
1333
21
42
52.5 63
73.5 84 95
105
115.5 126 147 168
178.5 189 210 231 252 273 294 315 -336 37 378 399 420 441
772 1 543
1 930
2 315
2 700
3 087 3 480
3 859
4 244
4 630
5 402 6174
6 £60
6 946
7 717
8 489
9 261 10 033
10 804
11 576
12 348
13 120
13 891
14 663
15 435
16 207
73,5 147 187 220 256 294 330 367 404 441 514 588 624 661 736 808 882 955 1 029 1 102 1 176 1 249 1 323 1 396 1 470 1 543
1,75
14,0
27,6
47,2
75,5
112
159
219
290
378
600
896
1 072
1 276
1 750
2 329
3 024
3 Н45
4 802
5 906
7 168
8 599 10 206 12 004 14 000 16 207
3,R0
14.0 21,8
31.5
43.0
56.0
71.5
87.5 105 126 171 224 252 283 350 423 504 91 686 787 896
1011 1 134 1 263 1 400 1543
1
22
887
80,7
1,83
3,67
2
44
1 775
161
14,7
14,7
2,5
55
2 220
201
28,8
22,9
3
6в
2 662
242
49,5
33,0
3,5
77
3 110
282
79,0
45,0
4
88
3 549
323
117
58;7
4,5
99
4 000
364
167
75,0
5
110
4 435
403
229
91,7
5,5
121
4 880
443
304
110
6
132
5 324
484
396
132
7
154
6 211
565
629
180
8
176
7 099
645
939
235
8,5
. 187
7 543
685
1 125
264
9
198
7 986
726
1 336
297
10
220
8 873
807
1 833
367
11
242
9 761
887
2 440
444
12
264
Ю 648
968
3168
528
13
286
11 585
1049
4 028
620
14
308
12 422
1 129
5 031
719
15
330
13 310
1210
6 187
825
16
Зп2
14 197
1 291
7 509
Р39
17
374
15 85
1 371
9 007
1060
18
396
15 972
Л 452
Ю692
1188
19
418
16 859
1 533
12 575
1324
20
440
17 747
1 613
U667
1467
21
462
18 Г34
1 694
16 Р79
1617
22
484
19 521
1 775
19 521
1 775
1
23
1 014
88,2
1,92
3,83
2
46
2 028
176
15,3
15,3
2,5
57,5
2 540
220
30,0
24,0
3
69
3 042
234
51,7
34,5
3,5
£0,5
3 5'0
308
75,5
47,0
4
92
4 056
353
123
61,3
4,5
108
4 580
395
175
78,5
5
115
5 070
441
240
95,8
5,5
126 5 576
485
318
115
6
138
6 083
529
414
138
7
161
7П97
617
657
187
8
184
Я 1,11
705
981
245
8,5
195,5
8 618
749
1 173
276
9
207
9125
793
1397
1 310
h
В см
23
Ъ
в см
F
в СЛС2
в. слс
Wx в см
В СЛI
Wy в см
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20 21 22 23
230
253
276
299
322
345
368
391
414
437
460
483
506
529
10 139
11 153
12 167
13 181
14 195
15 209
16 223
17 237 1Ь 250
19 264
20 278
21 292
22 306 ■23 320
882 970 1058 1 146 1234 1 322 1 411 1 499 1 587 1 675 1763
1 851 1940
2 028
1 917
2 551
3 312
4 211
5 259
6 469
7 851 9 417
11 178 13146 15 333 17 750 20 409 23 820
383 464 552 648 751 862 £81 1 107 1 262 1 384 1 533 1 690
1 855
2 028
1
24
1 152
96,0
2,0
4,0С
2
48
2 304
192
16,0
16,0
2.5
60
2 900
241
31,5
25,0
3
72
3 456
288
54,0
36,0
3,5
84
4 050
336
86,0
50,0
4
96
4 608
384
128
64,0
4,5
108
5 200
432
182
81 5
5
120
5 760
480
250
100
5,5
132
6 336
528
332
120
6
144
6 912
576
432
144
7
168
8 064
672
686
196
8
192
9216
768
1 024
256
8,5
204
9 792
816
1227
288
9
216
10 368
864
1 458
324
24
10
240
11 520
960
2С0Э
400
11
264
12 672
1056
2 662
484
12
288
13 824
1 152
3 456
576
13
312
14 976
1 248
4 394
676
14
336
16 128
1 344
5 488
784
15
36
17 280
1440
6 750
900
16
384
18 432
1 536
8 192
1 024
17
408
19 584
1 632
9 826
1 156
18
432
20 736
.1 728
11 664
1 296
19
456 -
21 888
1 s24
13 718
1444
20
480
23 040
1920
16 000
1 60D
21
504
24192
2 016
18 522
1 764
22
528
25 344
2 112
21 296
1 936
23
552
26 496
2 208
24 334
2 116
24
576
27 648
2 304
27 648
2 304
1
25
1 302
104
2,08
4,17
2
50
2 604
208
16,7
16,7
2,5
62,5
3 260
260
32,8
26,0
3
75
3 906
312
56,2
37,5
3,5
87,5
4 570
364
89,5
52,0
4
100
5 208
417
133
66,7
4,5
115
5 850
470
190
85,0
5
125
6 510
521
260
104
5,5
137
7 161
573
345
125
6
150
7 812
625
450
150
7
175
9 115
729
715
204
8
200
10417
833
1 067
267
8,5
212,5
11067
88 S
1 280
300
9
225
11 719
937
1 519
337
Ю
250
13 021
1 041
2 083
417
о
11
275
14 323
1 146
2 773
504
12
300
15 625
1 250
3 600
600
13
325
16 927
1354
4 577
704
14
350
18 229
1458
5 717
817
15
375
19 531
1 562
7 031
937
16
400
20 833
1667
8 533
1 067
17
425
22 135
1 771
Ю 235
1 204
18
450
23 437
1875
12 150
1 350
19
475
24 740
1 979
14 290
1 504
20
500
6 042
2 083
16 667
1 667
21
525
27 344
2 187
19 294
1 837
22
550
28 646
2 292
22 183
2 017
23
575
29 948
2 396
25 348
2 204
24
600
31 250
2 500
28 80
2 400
25
625
32 552
2 604
32 550
2 604
1
26
1 465
113
2,17
4,33
2
52
2 929
225
17,3
17,3
-2,5
65
3 660
282
34,0
27,0
3
78
4 394
338
58,5
39,0
3,5
91
5 150
396
93,0
53,0
26
4
104
5 859
451
139
69,3
4,5
117
6 600
510
197
88,5
5
130
7 323
563
271
108
5,5
143
8 05
619
360
130
6
156
8 788
679
46S
156
7
1Я2
10 25
789
743
212
8
208
И 717
901
1109
277
140
П. П. НИКОЛАЕВ
Продолжение
h
в см
Ъ
в см
F
В СМ
26
8,5
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20 21 22
23
24
25
26
27
1
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
5.5
6
7
8
8.5 9
10
И
12
13
14,
15 ь 16
17
18
19
20 21 22
23
24
25 ‘26 27
28
1
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
5.5
6
7
8
8.5
9
Ю
И
12
13
14
15
16 17 38
19
20
221
234
260
286
312
338
364
390
416
442
468
494
520
546
572
598
624
650
676
1х В см
12 449
13 182
14 647 16 111 17 576 19 041
0 505 21 970
23 435
24 899
26 364
27 829 29 293 Зи 758
32 223
33 687
35 152
36 617 38 081
Wx в еле8
Wy В СМ3
957 1014 1 127 1 239 1 352 1 465 1 577 1 090 1803
1 915
2 028 2 141 2 253 2 366 2 479 2 541 2 701 2 817 2 929
1 330
1 579
2 1‘Ь7
2 884
3 744
4 7t0
5 945
7 319
8 875 10 645 12 636 14 8:1 17:03 2; 066 23 071 -в 382 29 954 33 854 38 081
812
351 433 524 634
732 849 975 109 253 404 564
733 911
2 07 2 292 Л 2 708. 1 2 708 2 929
27
54
47.5 81
94.5 108 121,5 135 148 162 189 216 229 243 270 297 324 351 378 405 432 459 486 513 540 567 594 621 648 675 702 729
1 640
3 280
4 100
4 921
5 441
6 561
7 381
8 201 9 021 9 841
11 482 13 122
13 942
14 762 16 402
18 043
19 683
21 323
22 963 24 604
26 244
27 884 29 524
31 165
32 805 34 445
36 085
37 746 3 386
41 026
42 666 44 287
121 243 303 364 424 486 546 607 668 729 850 972 1 032 1093 1 215 1 336 1458 1 579 1 701 1 822
1 944
2 65 187 2 318 2 40 2 551 2 673 2 794
2 916
3 037 3159 3 280
2,25
18,0
35.4 60,7
96.5 144 S05 281 374 486 772
1 152 1 380
1 640
2 250
2 995
3 888
4 94:
6 174
7 594 9 216
И 054 13 122 15 433 18 000 20 837 23 9i8 27 376 31 004 35 156 39 546 44 287
4.501 18,0.28,0 40,5 11
72.0
92.0 112 135 162 220 288 34 364 4F0 544 648 760 882
1 012 1 152 1 300 1 458 1 624 1 Ю0
1 984
2 178 2 380
2 592 2 812
3 042 3 280
28
56
70
84
98
112
126
140
154
168
196
224
:зв
252
280
303
336
364
392
420
448
476
504
532
Ь60
1 829
3 659
4 573
5 488
6 402
7 317
8 231 9147
0 061 10 976 12 805 U 6 45 15 549 6 464 18 '293 20 123 2 952 23 781 25 611 27 440 29 269
31 099
32 928 34 757 3637
131 261 326 392 457 £23 688 653 718 784 915 1 045 1 110 1 176 1 307 1 437 1 568 1 699
1 82 я 1 f60
2 091 2 221 2 851 2 483 2 613
2,33
18.7
36.8 63 100 149 212 292 388 504 800
1 195 1 460
1 701
2 333
3 106
4 032
5 126
6 403 78 6 9 557
11 464 18 60в 16 004 18 667
4,67
18.7 2l2 42 56,0
74.7 95,5
117 140 168 229 299 336 378 467 565 672 789 915 1 050 1 185 1 84
1 512 1 685 1867
29
30
1 h
IB CM
Ъ
в см
F в см
1Х А
в см
в еле8
h в см
Wy I в емг
21
589
38 416
2 744
21 609
2 058 I
22
616
40 245
2 875
24 845
2 259 I
23
644
42 075
3 005
28 390
2 469 I
I 28
24
672
43 904
3 136
32 256
2 688 I
25
700
45 733
3 267
36 458
2 917
26
728
47 563
3 397
41 011
3 155 I
27
756
49 392
3 528
45 927
3 402 I
28
784
51 221
3 659
51 221
3 659 I
1
1
29
2 032
140
2,4
г 4,8:
2
58
4 065
280
19,3
19,3
2,5
72,5
5 081
350
38
30,2
3
87
6 097
420
65,2
43,5
3,5
101,5
7113
490
108
59
4
116
8130
561
155
77,3
4,5
130,5
9146
630
220
98,5
5
145
10 162
701
302
121
Б,5
159
11 178
771
400
145
з
174
12 194
841
522
176
7
203
14 227
981
829
237
8
232
16 259
1 121
1237
309
8,5
246,5
17 275
1 191
14S0
348
9
261
19 292
1 261
1 762
391
ю
2Р0
0 324
1 402
2 417
483
11
319
22 357
1 542
3 217
585
12
348
24 389
1 682
4176
696
13
377
26 421
1 822
5 309
817
14
4Г6
28 454
1 962
6 631
947
15
435
30 486
2 102
8 156
1087
16
464
32 519
2 243
9 899
1 237
17
493
34 551
2 383
11 873
1 397
18
522
36 583
2 523
14 0 '4
1 566
19
551
38 616
1 2 663
16 576
1 765
20
5Р0
40 648
2 803
19 333
2 933
21
609
42 681
2 943
22 381
2 131
22
638
44 713
3 084
25 733
2 339
23
667
46 746
3 24
29 404
2 557
24
696
48 778
3 364
33 408
2 784
25
725
50 810
3 504
37 760
3 021
26
754
52 843
3 644
42 476
3 267
27
783
54 875
3 784
47 567
3 523
28
812
56 908
3 925
53 0 1
3 788
29
841
58 940
4 065
58 940
4' 065 1
30
2 250
150
2,5
б
2
60
4 500
800
20
20
2 к
75
5 650
375
39,4
31.2
3
90
6 750
450
67,5
45,0
® 5
105
700
525
107
61
4’
120
9 000
600
160
80
5
135
10 150
675
228
102
5
150
11 500
750
312
125
5,б
165
1275
825
.415
150
6’
180
13 500
900
540
180 1
7
210
15 750
Ю50
857
245 1
8
240
18 000
1 200
1 280
320 1
85
255
19 125
1 275
1 530
360 1
9’
270
20 250
1 350
1 822
405 1
10
300
22 500
1 500
2 500
500 I
И
330
24 750
1 60
3 327
605
12
360
27 000
1 800
4 320
720 I
13
390
29 250
1 950
5 492
845 1
14
420
31 500
2 100
6 860
980 I
15
460
33 750
2 250
8 437
н 1
1 125 I
16
480
36 000
2 400
10 240
V I
1 280 I
17
510
38 250
2 550
12 283
1 445 1
18
540
40 500
2 700
14 580
1
1 его I
19
570
42 750
2 850
17 148
1 £05
20
еоо
45 0С0
3 000
20000
200
21
630
47 250
3 150
23 153
2 205 1
22
660
49 500
3 800
26 620
2 420 1
23
690
51 710
8 450
й0 418
2 645 1
24
720
54 000
3 600
34 560
2 880 I
25
750
56 250
3 7 0
39 063
3125
26
780
5Я 500
3 900
43 940
3 380 1
27
810
ГО 750
4 050
49 208
3 645 I
28
840
63 000
4 200
54 880
3 920
29
870
65 250
.4 350
60 973
4 205 I
30
900
67 500
4 500
67 500
4 500 1
ВАЛКИ ПРОСТЕЙШЕГО ВИДА
141
для бревна d 24 см имеем:
1 15 593 см
табл. 10; сечение выбрано правильно.
Таблица 15
Балки прямоугольном сечения. Наименьшие вначения i _ доя расчета по жесткости
Допускаемые напряжения в кгслс2
I
110
100
90
80
70
1
200
20,8
22,8
25,4
28,5
32,6
1
250
16,7
18,3
20,4
22,8
26,2
1
300
13,8
15,2
16,9
19,0
21,6
1
350
11,8
13,0
14,5
16,2
18,6
1
400
10,4
11,4
12,7
14,3
16,3
Пример 4. Требуется рассчитать перекрытие из бревен d 22 см. окантованных на четыре канта под нагруэку q д р 120 75 195 кгм2; пролет в свету 10 6,50 м; „
100 кгсм; f -55 I-
Решение. По табл. 7 при заданных пм и j находим: i 19,7;
в данном примере -j 29,6 i,
следовательно расчет производим по жесткости. По табл. 10 для d 22 рм I 8 902 см. По формуле:
I 0,30 qclQ8
находим:
I _ 8 902 _ п кп.
С 0,3gl 0,3 195 6,53 м-
Балки следует ставить не реже, чем через 57 см.
4. Расчет балок из брусьев и досок
1 Вспомогательные таблицы
В табл. 15 даны в зависимости от допускаемого напряжения наименьшие вначения отношения i пролета в свету 10 к высоте бруса
А, при которых расчет ведется по жесткости. Необходимый момент инерции I сечения бруса определяется по формулам, данным в табл. 4.
В той же - табл. 4 приведены формулы для определения необходимого момента сопротивления FF сечения для случаев, когда i.
Подбор сечения балок производится по табл. 14, где даны площади, моменты инерции и моменты сопротивлений сечений прямоугольных брусьев и досок применительно к ОСТ 7099.
Для определения размеров балок междуэтажных и чердачных перекрытий по заданным пролету, нагрузке бее собственного веса балок, напряжению и прогибу ниже помещены универсальные табл. 16 25 К
1 Составлены в ОТИС Промстройпроекта инж. В. А. Замараевым.
Для экономического сравнения выбранных сечений балок дана табл. 26.
Таблицы составлены для однопролетных свободно опертых балок с допускаемым напряжением пи 100 кгсм, Е 10® кгсм при расчетной нагрузке от 50 до 650 кгм балки.
Для других допускаемых напряжений и модуля упругости пользованию таблицами должно предшествовать приведение действительной нагрузки к эквивалентной, умноженной на соответствующие коэфициенты приведения.
Допускаемые полезные расчетные нагрузки определены для двух случаев:
1 при расчете по напряжению:
_ 8 пм W.
1 2
2 при расчете по прогибу:
384 El f
“ 513 Т ’
Значения qx указаны в левой вертикальной графе пролетов, значения q3 в правой графе табл. 18 25. В тех случаях, когда проверка по прогибу излишня, в таблицах приведены только значения qx.
Таблицы составлены для относительных прогибов
t_ i_ _1_ j_ _i_
I 250 ’ 300 350 И 400
и охватывают 54 различных поперечных сечения балок. В тех случаях, когда это явится экономически целесообразным табл. 26, указанные в таблицах поперечные сечения следует делать составными по ширине из двух досок той же высоты, скрепленных между собой гвоздями.
Табл. 16 и 17 дают значение погонной нагрузки на балки в зависимости от расстояния мещду ними и от нагрузки на 1 м перекрытия. Если пи ф 100 кгсм , и Е ф 100 000 кгсм, для пользования табл. 18 25 следует предварительно определить два коэфициента приведения нагрузки: 1 по напряжению км 5. для расчета
100 000
по прочности и 2 по модулю Лу Е для
расчета на прогиб. Расчетная нагрузка q в кгм и расстояние между балками с умножаются на эти коэфициенты, после чего подбор сечения производится по найденным приведенным погонным нагрузкам обычным порядком. Для пм 110 кгсм и Е 110 000 кгсм приведенные погонные нагрузки могут быть взяты из табл. 17.
Для расчета по табл. 18 25 неразрезных балок необходимо предварительно определять эквивалентные нагрузки по моменту М на второй опоре и по прогибу шах в крайнем пролете для приведения неразрезных балок к однопролетным. Эквивалентные нагрузки для неразрезных равнопролетных балок могут быть определены с помощью графиков 2 и 3.
Пример 6. Требуется подобрать сечения однопролетных балок пролетом I 5,0 м при расстоянии между ними с 0,40 м. Дано: вес i м2 перекрытия бее веса балок д 170 кгм', временная нагрувка р 250 кгм; допускаемое напряжение ям 100 к гсм; пиломатериал полусухой Е 100 000 кгсм; относительный
прогиб 4 rio
Расчетная нагрувка q д р 420 кгм
141
П. П. НИКОЛАЕВ
По табл. 16 для nj 100 кгсм2, q 420 к гм2 и Е 100 ООО кгсм2 при с 0,40 м находим q 168 кгпог. м.
Согласно ТУ и Н при подборе размеров сечений частей конструкций допускается превышение напряжений не более чем на 5.
По табл. 19 для -у- отыскиваем идя
сверху вниз в вертикальной графе, пролета
I 5,00 м несколько строк, в которых обе
нагрузки не меньше 168 0,95 160 кгпог. м
что соответствует допускаемому перенапряжению на 5. Выписываем сечения 6 х 24 см, 8 х 22 см, 12 х 20 см. Из найденных таким образом сечений балок выбирается наиболёе удовлетворяющее конструктивным и экономическим требованиям.
Пример. Требуется подобрать сечения однопролетных балок Пролетом 2 4,50 м при с 0,60 м. Дано:
д 220 кгм2, р 250 кгм2,
Т 250 кгсм,
Е 110 000 кгсм2 и с 0,60 м‘,
q д Р 220 250 470 кгм2. Приведенная погонная нагрузка: по напряжению:
470 -100 п с ос_ ,
Ям о 0,6 350 кгпог. м,
Цаблща 16
Погонные нагрузки на балки в кгм в зависимости от расстояния между ними в нагрузки на 1 м перекрытия при 1па 100 ьгсм2 я Е 10 кгсм
С
по прогибу:
470 100 ООО 4f ПТооо 0,6 256 кгпог. м.
По табл. 19 для отыскиваем в графе
пролета I 4,50 м несколько строк, в которых левая цифра не меньше 352 0,95 334 кгм, а правая не меньше 256 0,95 243 кгм.
Сечениями, удовлетворяющими найденному условию, являются 8 х 26 сл; 9 х 25 см; 10 х X 24 см; 12 X 22 см.
Наиболее экономичным из этих сеченйй согласно табл. 26 является сечение 8 х 26 см.
Пример 7. Требуется подобрать сечение пятипролетной неразрезной балки по данным примера 1.
Имеем q 258'кгм и qf 188 кгм2.
Далее подбор сечения производится так же, как и для простой балки:
0,957Л 245 кгм;
0,95 qf 179 кгм.
Сечениями, удовлетворяющими условиям, являются 9 X 26 см; 10 X 25 см; 13 X 22 см.
По условиям неразрезности балка конструктивно должна составляться из двух досок. Наиболее экономичным из найденных сечений согласно табл. 26 будет сечение из двух досок 4,5 х 26 см.
Таблица 17
Приведенные погонные нагрузки на балки в кгм для Па 110 ьгсм2 я Е 110 ООО кгсм
с
0чччв см в
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
150
60
76
90
105
120
135
160
67
80
96
112
128
144
170
68
85
102
119
136
153
180
72
90
108
126
144
162
190
76
95
114
133
152
171
200
80
100
120
140
160
180
210
84
105
126
147
164
189
220
88
110
132
154
176
198
230
92
115
138
161
184
207
240
96
120
144
168
192
216
250
100
125
150
175
НО
225
260
104
130
156
182
208
234
270
108
135
162
189
216
143
280
112
140
168
196
224
252
290
116
14Ь
174
203
232
261
300
120
150
180
210
240
270
310
124
15
186
217
248
279
320
128
160
192
224
256
288
330
132
165
198
31
264
297
340
136
170
204
238
272
306
350
140
175
210
245
20
315
360
144
180
216
252
288
324
370
148
185
222
259
296
333
380
152
190
228
266
304
342
390
156
195
234
273
312
351
400
160
200
240
280
320
360
420
18
210
252
294
336
378
440
176
220
2‘4
308
352
396
460
184
230
76
322
368
414
480
192
240
288
836
384
432
500
200
250
300
35J
400
460
525
210
262
315
367
420
472
550
220
275
330
385
440
475
575
230
287
345
40 i
46
517
600
240
300
360
420
480
540
625
250
312
375
437
500
562
650
260
325
390
455
520
585
ЧС
9в см в лглс4
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
150
55
67
82
6
109
123
160
58
73
87
102
116
131
170
62
77
92
108
124
139
180
65
82
18
115
131
147
190
69
86
104
121
138
156
200
73
91
109
127
145
164
210
77
96
114
134
153
072
220
80
100
120
140
160
180
230
84
105
125
146
167
188
240
87
109
131
153
175
196
250
91
114
136
159
182
205
260
95
118
142
165
189
213
270
98
123
147
172
196
221
280
102
127
153
178
204
229
290
105
132
158
185
211
237
300
109
136
164
191
218
245
310
ИЗ
141
169
197
225
253
320
116
14Б
174
204
233
262
330
120
150
180
210
240
270
340
124
154
185
216
248
278
350
127
159
191
223
254
286
360
131
164
196
229
262
294
370
135
168
202
237
269
303
380
lae
173
207
242
276
313
390
142
177
213
248
284
319
400
145
182
218
254
291
37
420
153
191
229
267
306
344
440
160
200
240
280
320
360
460
167
209
251
293
334
376
480
174
218
262
305
349
39
500
182
227
273
318
364
409
525
1У1
238
286
334
382
430
550
20
250
300
350
400
4ft 0
575
209
261
314
366
418
470
600
218
273
327
382
436
490
625
227
284
341
391
455'
511
650
236
296
; 354
414
472
53 L
Допускаемые погонные нагрузки вез собственного веса балок п„ 100 кгем, 10 квсм н -i
I 250
Таблица IS
ЬхЛ
I в м
2,50
2,60
2,80
3,00
3,20
3,40
3,6x16 188 174 150 130 114 10j 99 93
4X16 215 198 171 148 130 124 114 102
3,5x18 239 221 190
4x18 272 252 216
4,5x18 307 281 244
5x13 341 314 271
4,5X20 379 350 301
6x1 409 377 325
5X20 4Д 388 334
6X20 505 466 401
5X22 510 471 405
7x20 5Я9 544 468
5x24 607 561 483
6х-2 613 565 487
8X20 673 621 535
7X22 662 568
6x24 673 580
9x20 700 603
6X25 732 630
8X22 755 649
10x20 669
7X24 676
6x26 681
9X22 731
7X25 ' 734
8x24 7X26 12X20 10x22 ЬХ25 9X24 13X20 8x26 9Х:’5 ■0X24 12X22 9X26 10Х2£
13X22 11 Х26 14X22 12X24 13X24 12X25 16X22 14X24 12X26 13X45 14X25 13X26 16X24 14X26 16X25 16X26
В девой вертикальной графе пролета даны нагрузкц по напряжениям, в правой по прогибу
130 148 165 18 212 235 262 282 290 349 352 407 420 423 465 494 503 к 523 547 563 580 587 591 634 637 671 691 697 705 730
114 130 145 165 186 206 230 247 254 306 309 357 368 381 407 434 442 459 481 495 510 516 520 556 560 590 606 612 619 641 663 Г 65 694 721
99
114
128
145
164
182
203
218
224
27
273
315
325
328
360
383
391
405
435
436 450 456 459 491 495 521 536 541 546 566 586 586 613 6;5б 651 656 £88
3,50
3,60
3,80
4,00
94
82
88
75
79
64
71
54
108
94
102
86
91
72
82
61
120
Ш
114
109
102
92
92
78
137
135
129
124
116
105
104
89
155
Ш
146
140
131
118
118
101
171
169
162
155
145
131
130
111
191
180
161
145
139
206
203
194
186
174
157
156
134
211
200
179
161
154
254
240
215
193
185
257
243
217
196
297
280
251
226
216
306
289
259
233
309
292
261
235
339
321
287
258
247
361
342
306
275
368
348
312
280
382
861
323
290
278
400
378
359
304
411
388
347
312
424
400
359
323
308
440
406
364
327
432
409
366
329
464
438
392
352
466
440
394
355
491
465
416
374
505
478
428
385
510
481
430
387
370
514
487
435
392
535
505
452
406
553
522
467
420
552
522
467
420
401
577
545 ’
489
439
599
567
503
456
614
580
519
467
617
584
522
470
649
613
543
493
666
629
563
506
669
633
565
5А9
682
610
549
680
609
548
695
623
560
675
607
667
609
696
626
654
660
659
709
713
2
j
1
4,20
64
74
83
94
106
117
131
141
145
174
177
204
211
213
233
248
254
262
275
£83
292
296
298
319
321
338
348
350
354
368
380
379
398
413
422
426
447
458
46'J
497
495
507
549
551
566
58
598
598
642
646
676
45
S3
68
77
87
96
119
115
132
159
186
212
239
279
319
345
БАЛКИ ПРОСТЕЙШЕГО ВИДА 143
Допускаемы погонные нагрузки вез собственного веса балок пц
bXh
I в м
4,40
4,50
4,60
4,80
5,00
5,20
3,6x16 4x16 3,5x19 4X18 4,5x18 5X18 4,5x20 6X1 5x20 6x20 5X22 7x20 5X24 6x22 8x20 7x22 6X24 920 6X25 8X22 10x20 7x24 6X26 9x22 7X25 8X24 7X26 12X20 10X22 8X25 9X24 13X20 8X26 9X25 10X24 12X22 9X26 30X25 13X22 10X26 14X22 12X24 13X24 12X25 It Х22 14X24 12X26 13X25 14Х -’5 13X26 16X24 14X26 16X25 16X26
75 85 97 107 119 128 132 158 161 185 197 193 211 226 231 238 251 257 265 269 271 289 292 :.08 311 318 322 335 346 345 367 376 384 386 407
417
418 452 450 461 499 601 515 538 544 543 583 587 614 634 668
58
66
75
81
103
99
114
137
153
160
184
183
215
206
245
229
276
275
307
298
369
39Э
429
491
72
81
02
102
114
122
123
151
153
177
183
184 202 215 220 227 2J9 245 253
257
258 276 278 294
302
303 307 319 380 329 345 358 866 369 387 397 399 431 430 439 476 478 491 513 518 511 556 560 585 605 637
54
62
70
77
96
93
107
123
144
150
173
171
202
193
230
213
259
257
288
279
346
374
403
461
69
78
88
97
109
117
120
144
146
169
175
176 193 206 210 217 219 234 241 245 247 264 260 281
289
290 293 306 316 314 331 342 350 352 371
380
381 412 411 420 455 457 469 492
495
496 532 536 560 5.8 609 659
51
58
65
72
90.
88
99
120
134
140
160
161
169
189
180
215
200
242
240
269
260
323
349
376.
430
71
80
89
99
106
110
132
Ш
154
160
161
Ш
188
192
Ж
209
214
221
224
226
241
243
257
264
265 268 279 28 287 302 313 320 323 339 347 34 377 375 384 416 418 429 449 453 452 486 490 512 527 557 603
F0
56
62
78
75
86
104
117
121
152
140
138
164
183
156
186
173
,214
210
245
208
233
275
226
305
281
303
826
366
397
314
428
439
74
81
91
98
101
121
12£
141
147
148 162 173 176 182 192 196 202 206 5:07 221 223 236 243 243 246 257 264 263 277 288 294 296 311
319
320 346 345 353.382 384 394 412 416 415 448 450 471 485 511 544
50
55
69
66
76
91
103
107
135
124
122
145
162
137
184 164 153 189
185 214 216
184
206
246
243
199
276
270
248
267
288
324
351
368
330
378
398
429
432
490
75
84
90
93
111
113,
130
135
136 149 159 162 168 177 181 186 1Н 191 204 206 217 224 24 227 237 244 243 256 265 271 273 287
294
295 320 317 325 352 354 363 330 3S6 383 413 415 434 447 471 510
48
60
58
67
80
91
94
119
109
107
127
143
121
162
145
134
167
183
163
189
191
214
161
182
217 214 175 245 244 238
218 275 270 236 305 254 286 310 325 291 Ш 366 351 379 396 381 427 432 488
Таблица 19
100 кгсм, Ё - 10 KtftMа и 4- -
I 250
5,40
5,50
5,60
5,80
6,00
77
54
74
50
83
51
85
59
82
55
79
52
103
71
99
67
95
63
88
56
82
50
105
81
101
76
Ь7
72
90
64
84
57
120
83
116
78
111
74
103
65
96
5S
125
105
120
99
115
94
107
84
100
75
126
97
121
91
117
86
108
77
101
69
137
95
132
89
127
84
118
75
109
67
147
ИЗ
142
106
136
101
126
90
118
80
150
127
145
119
139
ИЗ
129
101
120
90
155
107
149
101
143
95
133
84
123
75
164
144
158
136
152
129
141
115
131
103
167
128
161
121
15о
114
143
102
133
91
172
119
165
112
159
106
147
94
137
Ь4
175
148
169
14J
162
132
151
U8
140
106
176
162
170
153
164
145
153
129
141
1.6
18S
145
181
J36
174
129
161
115
150
102
190
168
183
158
176
150
163
133
152
119
201
170
193
160
186
151
172
135
161
i 21
207
190
199
179
191
170
177
151
165
136
207
143
199
134
191
127
177
ИЗ
165
101
209
161
202
152
194
143
180
128
167
114
219
193
211
132
203
172
188
154
175
138
225
190
217
179
208
170
193
151
180
135
224
155
216
146
207
138
192
122
179
109
236
218
228
205
219
194
203
173
189
155
243
217
236
204
227
193
211
173
196
155
250
212
S41
199
234
189
215
168
201
151
252
194
242
182
233
172
216
154
201
187
264
244
255
230
246
2 J 8
228
195
213
174
272
240
262
226
252
214
233
191
218
171
272
210
262
197
252
186
233
166
217
148.
295
272
284
256
274
242
254
217
237
194
293
225
282
212
271
201
251
179
234
159
300
254
289
239
278
226-
258
202
240
180
325
275
313
259
301
245
280
219
261
196
■327
289
313
272
303
258
281
230
262
206
355
258
323
243
310
230
288
205
268
183
351
297
338
279
325
264
301
236
281
211
354
326
341
307
328
291
804
260
284
284
354
236
341
294
328
278
304
249
283
223
381
337
367
317
358
00
327
268
305
240
384
352
369
332
355
314
329
281
307
252
40J
339
386
319
371
302
344
355
269
321
241
413
380
398
358
383
339
ЗСЗ
331
271
435
.384
419
362
403
343
374
306
349
274
471
434
454
410
437
337
405
346
378
310
Допускаемые погонные нагрузки без собственного веса балок
bhx
I в м
2,50
2,60
2,80
3,00
В,20
8,40
3,5x16
4x16
3,5x18
4x18
4,5x18
5X18
4,5x20
6x18
5x20
6X20
5X23
7x20
5x24
6x22
8x20
7х2
6x24
9x0
6X25
8x22
10x20
7X24
6x26
9X22
7X25
8X24
7x26
1-2x20
10x22
8x25
Х24
13x20
8x26
9X26
10x24
12x22
9Х-6
10x25
13x22
10x26
14x2
12x24
13x24
12x25
16X22
14X24
12X26
13X25
14X25
13X26
16X24
14X26
16X25
16X26
183
215
239
272
307
341
379
409
420
505
510
589
607
63
673
174
198
221
252
284
314
350
377
388
466
471
544
561
565
621
667
673
700
732
755
171
195
150
171
190
216
244
271
301
325
334
401
405
468
483
487
535
568
580
603
630
649
669
676
681
731
734-
136
155
130
110
114
90
99
75
' 148
125
130
103
114
85
165
158
145
130
128
108
188
180
165
148
145
122
212
203
186
167
164
138
235
225
2U6
185
182
153
262
230
203
190
282
270
247
222
218
182
290
254
224
211
349
30J
270
253
352
309
273
407
357
315
296
420
363
325
423
38 L
328
465
407
360
338
494
434
383
503
442
391
523
459
405
380
547
481
435
563
495
436
580
510
450
423
687
516
456
591
520
459
634
556
491
‘ 637
560
495
671
590
521
691
606
536
697
612
541
507
705
619
546
730
641
663
665
694
721
566
586
586
613
636
651
636
688
550
В девой вертикальной графе пролета даны нагрузки по напряжениям, в правой по прогибу
100 кгсм, Е 106 кгсм и -у ■
Таблица 80
3,50
3,60
3,80
4,00
4,20
94
68
88
62
79
53
71
64
108
77
102
71
91
60
82
60
74
120
98
114
90
102
76
92
65
83
56
137
112
129
102
116
87
104
74
94
63
155
127
146
116
131
98
118
84
106
72
171
140
162
128
145
108
130
92
117
79
191
174
180
159
161
135
145
115
131
99
206
163
194
154
174
130
156
110
141
95
211
193
200
177
179
149
161
127
145
109
254
232
240
212
.215
179
193
153
174
131
257
243
237
217
201
196
171
177
147
297
270
280
248
251
211
226
178
204
153
306
289
259
233
223
211
192
309
292
285
261
241
235
206
213
177
339
309
321
283
287
240
258
204
233
175
361
342
332
306
282
275
240
248
207
368
348
812
230
268
254
231
382
348
361
319
323
210
290
230
262
197
400
378
ЗЯ9
304
275
262
411
388
379
347
321
312
274
283
235
424
387
400
354
359
300
323
255
292
219
430
406
364
327
313
296
270
432
409
426
366
329
298
295
484
438
392
361
352
308
319
265
466
440
394
355
321
305
491
465
416
374
358
338
309
505
478
425
423
385
348
344
510
464
4S1
430
360
387
307
350
263
514
487
474
435
402
392
341
354
295
535
505
452
406
368
350
553
522
461
467
420
403
390
346
552
503
522
467
391
420
332
379
286
577
545
489
439
398
394
599
567
508
456
413
393
614
580
569
519
467
447
422
385
617
534
522
482
470
411
426
354
649
613
i
548
493
447
443
666
629
616
563
506
458
436
669
633
565
522
509
445
460
383
682
663
610
549
497
492
680
609
562
548
479
495
412
695
623
675
560
607
536
581
507
549
462
501
758
667
609
551
524
696
643
626
548
566
472
1
654
660
659
709
718
626
715
598
598
598
642
646
676
696
539
590
567
611
639
616
689
698
787
Таблица 21
Допускаемые цогонные нагрузка без собственного веса балок пи 1С0 кгсм, Е 105 кгсм2 a -j
1вм
bxh
4,40
4,50
4,60
4,80
5,00
5,20
5,40
5,50
5,60
5,80
6,00
3,5x16
4X16
3,5x18
4х8
4,Ьх18
5X18
4,5x20
6X18
5X20
6х0
5X22 7X20 5х 4
75 85 97 107 119 28 132 158 161 185 192
54
62
68
85
81
94
113
127
132
166
72 81 92 102 114 122 126 151 153 177 - 183
58
63
80
76
88
106
119
124
155
69
78
88
97
109
117
120
144
146
169
175
54
59
74
71
82
98
111
115
145
71
80
89
99
106
110
132
134
154
160
51
64
61
71
85
96
100
126
74
81
91
98
101
121
123
141
147
57
54
62
75
85
88
111
75
84
90
93
111
113
130
135
50
55
66
75
77
98
77
83
85
103
105
120
125
58
66
67
81
74
82
99
101
116
120
54 Ч 62 64 81
79
95
97
111
115
59
60 77
88
90
103
107
52
53 69
82
84
96
100
61
6x22
193
152
184
143
176
133
161
116
148
102
136
90
126
80
121
75
117
71
1 8
63
101
56
8x20
211
15
202
141
193
131
1.6
114
162
100
149
89
137
7
132
73
127
69
118
61
109
54
7x2
226
178
215
157
.06
156
188
135
173
119
159
105
147
93
142
87
136
83
126
74
118
6
6X24
231
199
220
187
210
174
192
151
176
134
162
118
150
105
145
98
139
93
129
83
120
74
9x20
238
170
227
159
2J7
148
198
1-8
182
1,3
168
90
155
88
149
82
143
76
133
69
123
61
6x5
251
2'6
239
212
229
198
209
172
192
152
177
134
164
119
158
112
152
106
141
95
131
84
8x22
257
203
245
190
234
177
214
154
196
136
181
И9
167
106
161
99
155
94
143
83
133
74
lOxvO
265
189
253
177
241
165
221
143
ш
li6
186
110
172
98
166
93
159
86 147
77
137
68
7X24
269
233
257
218
245
2U3
224
177
2С6
156
190
138
175
122
169
115
162
109'
151
97
140
86
6x26
271
254
258
239
247
222
226
193
207
171
191
151
176
134
170
126
164
119
153
106
141
95
9X22
289
228
276
214
264
199
241
173
221
153
204
134
188
119
181
112
174
ЮЗ
161
96
150
83
7x25
29 i
263
278
247
266
230
243
200
. 223
177
206
156
190
138
183
130
176
123
163
110
152
98
8X24
308
266
294
250
281
233
257
302
236
179
217
158
201
140
193
132
186
124
172
111
161
99
7x26
317
297
302
279
289
260
264
226
243
200
224
177
207
157
199
147
191
140
177
125
165
111
12x20
318
227
303
213
290
198
265
171
243
151
224
131
207
117
199
110
191
104
177
92
165
82
10x22
322
254
307
238
293
224
268
192
246
170
227
150
209
133
202
124
194
118
180
105
167
93
8X25
335
302
319
284
306
265
270
2.‘Ю
257
204
237
180
219
160
211
150
203
142
188
127
175
113
9X24
346
299
330
280
316
261
288
227
264
201
244
177
225
157
217
147
208
139
1N3
124
180
111
13x0
345
246
329
230
314
214
287
186
263
164
243
144
224
127
216
119
207
112
192
100
179
88
8x26
362
340
345
319
331
298
302
259
277
229
256
202
236
180
228
169
219
160
203
143
189
128
9X25
376
339
358
318
342
297
313
258
282
226
265
201
245
179
236
168
227
159
211
142
196
127
10X24
384
332
366
311
350
290
320
252
294
223
271
197
250
174
241
164
234
155
215
138
201
123
12x22
386
305
369
286
352
267
322
231
‘,96
204
273
180
252
159
242
150
it 33
141
216
126
201
112
9х6
407
882
387
359
371
334
339
291
311
257
287
227
264
202
255
189
246
179
228
160
213
143
10X25
417
376
397
353
380
329
347
286
319
253
294
223
272
198
262
186
252
176
233
157
218
140
13x22
418
330
399
309
381
288
348
250
320
221
295
194
272
172
262
160
252
152
233
135
217
120
10x26
452
425
431
399
412
372
877
323
346
286
320
253
295
224
284
211
274
200
254
178
37
159
14X22
450
355
430
333
411
310
375
269
345
238
317
209
293
185
282
174
271
164
251
146
234
130
12x24
461
398
439
374
420
348
384
303
353
267
325
236
300
209
289
196
278
186
258
166
240
148
13X24
499
432
476
405
455
378
416
328
382
290
352
256
325
227
313
213
301
202
280
180
261
160
12X25
501
452
478
424
457
396
418
344
384
304
354
268
327
238
315
224
308
212
281
189
262
169
16X22
515
406
491
381
469
355
429
309
394
272
363
239
335
212
323
199
310
188
288
167
268
149
14X24
538
465
513
437
492
407
449
354
412
313
380
276
351
245
338
230
325
217
301
194
281
173
12X26
544
509
518
478
495
446
453
398
416
343
386
303
354
269
341
253
328
239
304
214
284
191
13X25
543
489
517
459
496
425
452
372
415
329
383
290
354
258
341
242
328
229
304
204
283
182
14X25
583
527
556
498
532
461
486
401
448
355
413
313
381
278
V
367
261
353
247
327
210
305
197
13X26
582
551
560
518
536
483
490
420
450
371
415
328
384
291
369
273
355
259
329
231
307
206
16X24
614
533
585
499
560
465
512
404
471
357
434
314
400
279
386
262
371
248
344
221
321
197
44X26
634
594
605
558
578
520
527
452
485
400
447
353
418
314
398
295
383
279
355
249
331
223
16X25
668
602
637
565
609
527
557
458
511
405
471
351
435
317
419
298
408
282
374
252
349
224
16X26
Г
679
637
659
594
603
517
554
453
510
404
411
359
454
337
437
319
405
285
378
254
146 П. П. НИКОЛАЕВ
Допускаемые погонные иагрувки без собственного веса балов
ЬХЛ
1вм
3,5x16 4x16 3,5x18 4X18 4,5x18 6x18 4,5x20 6X18 5x20 6x20 6X22 7x20 5x24 6x22 8x20 7x22 6x24 9x20 6x25 8x22 10x20 7x24 6x26 9x22 9X25 8x24 7x26 12x20 10x22 8x25 9Х4 13x20 8x26 9X25 10x24 13 х 22 9x26 10x25 13x2 j 10X26 14X22 12x24 13X24 12X25 16x22 14X24 12x26 13X25 14X25 13X26 16X24 14X26 16X25 16X26
и 2,50
2
,60
N
2,80
.
3,00
3,20
3,40
188
164
174
146
150
116
130
94
114
77
99
64
215
188
198
166
171
133
148
107
130
87
114
72
239
236
221
209
190
167
165
135
145
101
128
92
272
269
252
239
216
191
188
154
165
126
145
104
307
303
284
269
244
215
212
174
186
142
164
118
341
336
314
298
271
238
235
192
206
158
182
130
379
350
301
295
262
239
230
196
203
162
409
403
377
858
325
286
282
231
247
189
218
157
420
388
334
328
290
265
254
217
224
180
505
466
401
393
340
218
306
261
270
210
510
471
405
352
309
291
273
241
589
544
468
459
407
371
357
304
315
252
607
561
483
420
368
325
314
613.
565
487
423
381
49
328
290
673
621
535
525
465
424
407
348
360
288
662
568
494
434
407
383
338
673
580
503
442
391
377
700
603
590
523
477
459
391
405
325
732
630
547
481
435
755
649
563
495
465
436
386
669
656
580
530
510
435
450
361
676
587
516
45 5
441
681
591
520
459
731
634
556
523
491
434
734
637
560
495
671
590
521
505
69 L
606
536
787
697
636
612
522
541
433
705
619
582
546
483
730
641
566
663
586
566
853
690
665
566
586
469
694
613
721
636
651
529
698
656
580
688
756
627
676
В левой вертикальной графе пролета даны нагрузки но напряжениям, в правой по прогибам.
ICO кгIсм, Е 105 кгIсм2 в Таблица 22 , 1
3,60
3,80
4,00
4,20
94
58
88
53
79
71
64
108
66
102
60
91
51
82
74
120
84
114
77
102
65
92
55
83
137
95
129
87
116
74
104
63
94
54
155
108
146
99
131
83
118
71
1С6
61
171
119
162
109
145
92
130
78
117
67
191
148
180
136
lfl
115
145
98
131
84
206
143
194
131
174
110
156
94
141
80
211
164
200
150
179
127
161
108
145
93
254
198
240
181
215
153
193
130
174
112
257
221
243
202
217
171
196
146
177
126
297
231
280
211
251
178
226
152
204
130
306
287
289
263
259
223
233
190
211
164
309
265
292
243
261
206
235
175
213
151
339
264
321
241
287
204
258
174
233
149
361
310
342
233
306
240
275
205
248
176
368
346
348
316
312
268
280
229
25
197
382
297
361
272
323
230
290
296
262
168
40 J
392
378
359
В39
304
304
260
275
224
411
353
388
32 3
847
274
312
233
283
200
424
330
400
302
359
255
323
217
292
187
430
403
406
369
364
313
к 27
267
296
230
432
409
403
366
342
329
292
298
252
’464
397
438
364
392
308
352
263
319
226
466
456
440
418
394
354
355
302
321
260
491
461
465
423
416
358
374
306
338
263
505
478
471
428
400
385
342
348
294
510
397
481
562
430
306
387
261
350
224
514
441
487
404
435
342
392
292
354
251
535
523
505
479
452
406
4С6
347
368
299
553
518
522
475
467
402
420
343
380
295
552
429
522
393
467
332
420
2S3
379
243
577
545
538
489
457
439
390
398
336
599
587
567
538
508
456
456
389
413
335
64
576
580
528
519
447
467
383
422
328
617
531
5F4
486
522
411
470
351
426
302
649
613
606
548
513
493
439
447
378
666
652
629
597
563
506
5С6
432
458
372.
669
574
633
525
565
445
509
379
460
326
682
673
610
571
549
486
497
418
618
680
566
609
479
548
403
495
J 351
691
695
633
623
536
560
457
507
394
686
675
581
607
496
549
427
717
657
608
609
519
551
447
707
647
696
543
626
467
566
402
739
626
635
657
709
741
715
64
660
659
709
713
534
585
562
605
633
610
682
692
593
598
598
642
646
676
696
460
504
494
521
545
525
588
596
672
БАЛКИ ПРОСТЕЙШЕГО ВИДА U7
Таблица 23
допускаемые погонпые вягрувкн без собственного веса валок 100 сл2, Ж 106 аслс и у
N. 1 в л b XNv
4,40
4,50
4,60
4,80
5,00
5,20
5,40
Б,50
5,60
5,80
6,00
3,5x16
4X16
3,5x18
4x18
4,5x18
5x18
4,5x20
6x18
5x20
вх0
5X22
7X20
75
85
97
107
119
128
132
158
161
185
52
57
72
69
80
96
108
112
72
81
92
102
114
122
126
151
163
177
54
67
64
74
89
101
105
69
78
88
97
109
117
120
144
146
169
63
60
69
83
94
97
71
80
89
99
106
110
132
134
154
54
52
60
72
82
84
74
81
91
98
101
121
123
141
53
62
72 74
75
84
90
93
111
113
130
55
63
65
77
83
85
103
105
120
56
57
74
82
99
101
116
53
54
79
95
97
111
88
90
103
58
82
84
96
ЬхпА
192
141
183
132
175
123
160
107
147
94
135
83
125
73
120
69
115
65
107
100
51
6X2
193
130
184
121
176
113
161
98
148
87
136
76
126
67
121
63
117
60
103
63
101
8x20
211
128
202
120
193
111
176
96
162
85
149
74
137
65
132
61
127
58
118
51
109
7X22
226
151
215
142
206
132
188
115
173
101
159
89
147
78
142
74
136
70
126
62
118
55
6X24
231
169
220
159
210
14
192
128
176
114
162
100
150
88
145
83
139
79
129
70
120
62
9X20
238
144
227
135
217
125
198.
108
182
96
168
84
155
73
149
69
143
65
133
58
123
51
6X25
251
192
239
180
229
168
209
146
192
129
177
114
164
101
158
95
152
U0
141
80
131
71
8X22
257
172
245
161
284
150
214
130
196
115
181
101
167
89
161
84
155
79
143
70
133
62
10X20
265
160
253
150
241
140
221
121
202
106
186
93
172
82
166
77
159
72
147
64
137
57
7X24
269
198
257
185
245
173
224
150
206
133
190
117
175
103
169
98
162
92
151
82
140
73
6X26
271
216
258
203
247
189
226
164
207
146
191
128
176
ИЗ
170 ,
107
164
101
153
90
141
80
9X22
289
194
276
182
264
169
241
147
221
129
204
113
188
100
181
94
174
89
161
79
150
70
7X25
292
224
278
210
26 6
196
243
170
223
150
206
132
190
117
183
110
176
104
163
93
152
82
8X24
308
226
294
212
281
193
257
172
236
152
217
134
201
118
193
112
186
105
172
94
161
83
7X26
317
253
302
238
289
222
264
192
243
170
224
150
207
133
199
125
191
118
177
106
165
94
12X20
318
192
303
180
290
138
265
145
243
128
224
112
207
98
199
93
191
87
177
77
165
68
10X22
322
216
307
202
293
188
268
163
246
144
227
126
209
111
202
105
194
99
180
88
167
78
8X25
335
257
319
241
306
225
279
196
257
173
237
152
219
135
211
128
203
120
188
108
175
96
9X24
346
254
330
238
316
222
288
193
264
170
244
150
225
132
217
125
208
118
193
105
180
93
13X20
345
208
329
195
314
182
287
157
263
138
243
121
224
106
216
100
202
94
192
84
179
76
8X26
362
290
345
272
331
254
302
220
277
195
256
172
236
152
2г8
144
219
136
203
121
189
108
9X2
376
289
38
271
342
253
313
219
288
194
265
171
2ч5
151
236
143
227
135
211
120
196
107
10X24
384
282
366
265
350
247
320
214
294
190
271
167
250
147
241
139
234
131
215
117
201
104
12X22
3S6
' 259
369
243
352
2.6
322
19В
296
173
273
152
252
134
242
127
233
119
216
106
201
94
9X26
407
325
387
305
371
285
339
247
311
219
287
193
264
170
255
161
146
152
223
136
213
121
10X25
417
320
397
300
380
285
347
243
319
215
294
189
272
167
262
158
252
149
233
133
218
И8
13X22
418
280
399
262
381
244
348
212
320
187
295
164
272
144
262
136
252
128
233
114
217
lOi
10X26
452
362
431
339
412
317
877
275
346
244
320
214
295
190
284
179
274
169
234
151
237
134
14Х 22
450
302
430
283
411
263
375
228
345
201
317
177
293
156
282
147
271
139
251
123
234
Ю9
12X24
461
339
439
317
420
296
484
157
353
227
325
200
300
176
289
167
278
157
258
140
240
124
13X24
499
367
476
344
455
327
416
279
382
246
352
216
325
191
313
181
301
170
280
152
261
135
12X25
501
385
478
301
457
337
418
292
384
259
354
228
327
201
315
190
303
180
281
166
262
142
16X52
515
345
491
323
469
302
429
261
394
231
363
202
335
178
323
169
310
159
288
141
263
125
14X24
538
396
513
371
492
345
449
300
412
266
380
233
351
206
338
195
325
184
301
164
281
145
12X26
544
434
518
407
495
380
453
330
416
292
386
257
354
227
341
215
328
203
304
181
284
161
13X25
543
416
517
390
496
364
452
316
415
280
383
246
354
217
341
206
328
194
304
173
283
154
14X25
583
449
556
431
532
393
486
341
448
302
413
265
381
234
367
222
353
209
327
187
305
166
13X26
587
469
560
4-10
536
411
490
357
450
316
415
278
384
246
369
233
355
219
329
196
307
174
16X24
614
452
588
423
560
395
512
343
471
303
434
266
400
235
386
222
371
210
344
187
321
166
14X26
634
506
605
474
578
443
527
385
485
341
447
800
413
265
398
251
383
237
355
212
331
198
16X15
16XS6
668
512
578
637
480
542
609
659
448
506
557
60S
389
440
511
554
344
389
471
510
303
342
435
471
268
308
419
454
253
288
408
437
239
270
374
405
213
242
349
378
189
215
Таблица Si
Допускаемые погонные нагруэки вез собственного веса валок 100 мвл9, Е 10 вж и “
I в м
ьхлЧ.
1,50
1,60
2,80
3,00
3,20
8,40
3,50
3,60
3,80
4,00
4,20
3,5x16
188
144
174
127
150
101
130
88
114
67
99
55
94
88
79
71
64
4x16
215
164
198
145
171
115
148
93
130
76
114
63
108
57
102
52
91
82
74
3,6X18
239
206
221
183
190
146
165
118
145
97
128
80
120
73
114
67
102
56
92
83
4X18
272
235
252
208
216
166
188
134
165
110
145
91
137
53
129
76
116
64
104
54
94
4,5x18
307
265
284
235
244
188
212
151
186
124
164
103
155
94
146
86
131
72
118
62
106
53
5x18
341
294
314
261
271
208
235
168
206
137
182
113
171
104
162
95
145
80
130
68
117
58
4,5x20
379
364
350
323
801
258
262
208
230
111
203
141
191
129
180
118
161
100
145
85
131
73
6x18
409
352
377
313
325
249
282
201
247
165
218
136
206
126
194
114
114
96
156
81
141
70
5x20
420
404
388
358
334
286
290
231
254
189
224
157
211
143
200
131
' 179
НО
161
94
145
81
6x20
605
487
466
430
401
343
349
277
306
227
270
188
254
172
240
157
215
133
193
113
174
97
5X28
510
471
405
383
352
809
309
254
173
210
257
193
243
176
217
149
196
127
177
109
7x20
589
565
544
502
468
401
407
324
357
265
815
220
297
201
280
184
251
155
226
132
204
113
5x24
607
561
483
420
402
368
331
325
274
306
251
289
230
2Г9
194
233
165
211
143
6X22
613
565
487
459
433
371
381
305
328
253
309
231
292
212
261
179
235
152
213
131
8x20
673
649
621
574
535
458
465
370
407
304
360
251
339
230
321
210
287
177
258
151
233
129
7X22
662
568
536
494
433
434
356
383
295
361
270
342
247
306
209
275
178
248
153
6X24
673
580
503
483
442
397
391
329
368
301
348
276
312
234
280
199
254
171
0x20
727
700
646
603
515
523
416
459
342
405
283
382
259
361
237
323
200
290
170
262
146
6X25
732
630
547
481
450
435
373
400
342
378
313
339
265
304
226
275
195
8X22
755
649
612
563
494
495
406
436
336
411
308
383
282
347
238
312
203
28
174
10x20
808
718
669
573
580
463
510
380
450
314
424
287
400
263
359
222
323
189
292
162
7X24
676
587
564
516
464
456
384
430
352
406
322
364
273
327
233
296
200
6x26
681
591
520
506
459
420
432
384
409
352
366
298
329
254
298
219
9x22
731
688
634
556
556
457
491
378
464
347
438
317
392
268
352
228
319
196
7x25
734
637
560
524
495
434
466
398
440
364
394
308
355
2 3
321
227
8x24
671
645
590
530
521
489
491
403
465
469
416
312
374
266
338
229
7x26
691
606
591
536
490
505
449
478
411
428
348
355
297
348
256
12x20
687
697
555
612
456
541
377
510
345
481
316
430 ‘
257
387
227
350
195
10X22
765
705
618
619
508
546
421
514
385
487
353
435
298
392
254
354
218
8X25
730
641
600
566
498
535
456
505
416
452
354
406
302
368
260
0X24
725
663
596
586
494
553
452
522
414
467
350
420
299
380
257
13X20
745
602
665
494
5S6
409
552
374
522
342
467
289
420
246
379
211
8X26
694
676
613
560
577
514
545
470
489
398
439
340
398
293
9X25
721
675
636
560
599
513
567
410
508
398
456
339
413
292
10X24
663
651
549
614
503
580
460
519
390
467
332
422
286
12X22
742
610
656
505
617
463
584
424
523
358
470
305
476
262
9X26
759
683
530
649
577
613
529
546
448
493
382
447
329
10X25
749
621
666
569
629
521
563
441
506
376
458
324
13X22
666
517
669
500
633
458
565
387
509
330
460
283
10X26
700
642
. 682
588
610
498
549
425
497
366
14X22
711
589
539
680
493
609
417
548
355
495
305
12X24
658
603
695
552
623
467
560
398
507
343
13X24
713
654
598
075
506
607
432
54
372
12 X it5
684
626
667
530
е.09
452
551
390
16X22
673
617
564
696
477
626
406
566
350
14X24
704
645
546
654
455
598
401
12X26
705
597
660
510
598
, 438
13X25
673
574
659
489
598
421
14X95
730
618
709
527
642
455
13X26
646
713
551
646
475
16X24
736
623
531
676
457
14X26
697
594
696
512
16X25
706
602
519
16X26
I
679
586
Таблица 2ё
Допускаемые погонные нагрузки без собственного веса балов м 100 сл4, JE 105 тсяй и jjj
1в м bxh
4,40
4,50
4,60
4,80
6,00
5,20
5,40
5,50
6,60
5,80
6,00
3,5x16
4x16
3,5x18
75
72
69
4X18
85
81
78
71
4,5x18
97
92
88
80
74
5X18
107
50
102
97
89
81
75
4,5x20
119
63
114
58
109
54
99
.
91
84
77
74
6X18
128
60
122
56
117
52
106
98
90
83
5X20
132
69
126
64
120
60
НО
52
101
93
85
82
79
6X20
158
83
151
77
144
72
132
62
121
54
111
103
99
95
58
82
5X22
161
94
153
87
146
82
134
71
123
62
113
55
105
101
97
90
84
7X20
185
97
177
91
169
84
154
73
141
64
130
56
10
116
111
103
96
5X24
193
123
183
115
175
107
160
93
147
81
135
72
125
63
120
59
115
107
100
6X22
193
113
184
105
176
98
161
85
148
75
136
67
126
58
121
54
117
108
101
8X20
21L
111
202
104
193
97
176
84
162
73
149
64
137
56
132
127
118
109
7X22
226
132
215
123
206
115
188
100
173
87
159
77
147
68
142
64
136
60
126
53
118
6X2
231
147
220
138
210
129
192
112
176
98
162
86
150
76
145
72
139
68
129
60
120
54.
9X20
238
125
227
117
217
109
198
94
182
82
163
72
155
63
149
59
143
56
13
123
6X25
251
168
239
357
229
147
209
128
192
112
177
99
164
87
158
82
152
78
141
69
131
62
8x22
257
150
245
140
234
131
214
113
19э
99
181
87
167
77
161
72
155
68
143
60
133
63
10X20
265
139
53
130
241
121
221
105
202
91
186
80
172
10
166
66
159
62
147
54
137
7X24
69
172
257
161
245
151
224
131
206
116
190
101
175
89
169
84
162
80
151
70
140
63
6X23
271
189
258
177
247
165
226
144
207
126
191
111
176
98
170
92
144
88
153
77
141
69
9X22
289
169
27.i
If 8
264
147
k41
128
221
112
204
98
188
87
181
81
174
77
161
68
150
60
7X25
292
1У5
278
182
266
171
5:43
148
223
130
206
115
190
101
183
95
176
90
163
80
152
71
8x24
308
197
294
185
281
173
257
150
236
132
217
116
201
103
193
96
186
91
172
81
161
72
7X26
317
221
302
207
289
193
264
168
243
147
224
130
207
115
199
103
191
103
177
1
165
81
12X20
318
167
303
156
290
146
265
126
243
110
224
96
207
85
199
79
191
75
177
66
165
58
10X22
322
183
307
175
293
164
268
142
246
124
227
109
209
96
202
90
ш
85
180
75
167
67
8X25
335
224
319
210
306
196
279
171
257
150
237
132
219
117
211
HO
203
104
188
92
175
83
9X24
346
221
330
207
316
193
283
168
264
147
244
130
225
115
217
107
208
102
193
90
180
80
13X20
345
181
329
169
314
158
287
136
263
119
243
104
224
92
216
86
207
81
192
71
179
63
8X26
362
253
345
236
331
221
302
192
277
169
256
149
236
132
228
124
219
118
203
104
189
93
9X25
376
252
358
236
342
220
313
191
288
168
265
148
245
131
236
123
227
117
211
103
196
92
10X24
384
246
366
230
350
215
320
187
294
164
271
144
250
128
241
119
234
113
215
100
201
90
32X22
386
226
369
211
352
197
322
171
296
150
273
132
252
116
242
109
233
108
216
91
201
81
9X26
407
284
387
265
371
248
339
216
311
189
287
167
264
148
255
139
246
132
228
117
213
104
10X25
417
279
397
261
380
244
847
212
319
186
294
164
272
145
262
136
252
129
233
114
218
102
13X22
418
244
399
228
381
23
348
184
320
161
295
142
272
125
262
117
252
111
233
97
217
87
10X26
452
316
431
295
412
276
377
240
346
211
320
186
295
165
284
155
274
147
254
130
237
116
14X22
450
263
430
245
411
229
375
199
345
174
317
153
293
135
282
126
271
119
251
105
234
94
12X24
461
295
439
276
420
258
384
224
353
196
325
173
300
153
289
143
278
136
258
120
240
107
13X24
499
320
476
299
455
280
416
243
382
213
352
188
325
166
313
156
301
147
280
130
261
116
12X25
501
336
478
314
457
294
418
253
334
224
354
198
327
175
315
164
303
156
281
138
262
123
16X22
515
300
491
281
469
262
429
227
394
199
363
175
335
154
323
145
310
337
288
121
268
107
14X24
538
345
513
323
492
302
449
262
412
230
380
202
351
179
338
168
325
159
301
141
281
126
12X26
544
378
518
354
495
331
453
288
416
253
386
223
354
198
341
184
328
175
304
155
284
139
13X25
543
863
517
340
496
317
452
276
415
242
383
213
354
189
341
177
828
168
304
148
283
123
14X25
583
391
556
366
532
342
486
297
448
261
413
230
881
204
367
191
353
181
827
160
305
143
13x26
587
409
560
383
536
358
490
311
450
273
415
241
384
214
369
200
355
190
329
168
807
151
16X24
614
394
585
368
560
344
512
299
471
262
431
231
400
204
386
191
371
181
344
160
321
143
14X26
634
441
605
413
578
386
527
336
485
295
447
260
413
230
398
216
383
205
355
182
331
163
16X25
668
447
637
418
609
391
557
340
511
298
471
263
435
232
419
218
403
207
374
183
349
164
16X26
504
473
659
441
603
384
554
338
510
297
471
263
454
247
437
234
405
204
378
186
БАЛКИ ПРОСТЕЙШЕГО ВИДА
151
Таблица 26
Данные к экономическому сравнению деревянных балок из ребровых досок по ценан для Москвы
Стоимость материала на 1 пог. м в руб.
Стоимость материала на 1 пос. м в руб.
Стоимость материала на 1 пог. м в руб.
Стоимость материала на 1 пог. м в руб.
пп
Сечения
балок
целого сечения
составного сечения из двух досок
пп
Сечения
балок
целого сечения
составного сечения из двух досок
пп
Сечения
балок
целого сечения
составного сечения из двух досок
М
пп
Сечения
балок
целого сечения
составного сечения из двух досок
1
3,5x16
0,35
15
8x20
0,95
1,01
29
10x22
1,50
1,39
43
13x24
2,52
2,43
3,40
2,76
2,06
2
4x16
0,37
16
7x22
1,22
0,99
1,03
30
8x25
1,32
1,32
44
12x25
1,98
2,64
2,26
2,05
2,18
2,31
2,24
3
3,5x18
0,42
17
6x24
31
9x24
1.78
1,45
45
16X22
4
4x18
0,45
18
9x20
1,11
1,35
32
13x20
1,77
3,64
46
14X24
5
4,5x18
0,51
19
6x25
1,36
33
8x26
1,39
1,39
47
12x26
2,51
6
5X18
0,56
20
8x22
1,11
1,11
34
9X25
1,87
1,52
48
13X25
2,67
7
4,5x20
0,57
21
10x20
1,03
1,26
35
1СХ24
1,95
1,58
49
14X25
2,87
8
6x18
0,68
22
7x24
1,35
1,18
36
12X22
1,64
1,64
50
13X26
2,75
9
5X20
0,63
23
6x26
1,16
37
9X26
1,86
1,64
51
16X24
3,08
2,50
10
6x20
0,76
1
24
9x22
1,27
1,25
38
10X25
2,02
1,65
52
14X26
2,92
2,33
11
5x22
0,69
25
7X25
1,20
1,22
39
13x22
1,97
1,83
53
16X25
3,24
2,64
12
13
14
7x20
5X24
6x22
0,88
1,01
0,97
0,94
26
27
28
8x24
7x26
12x20
1,27
1,20
1,63
1.27
1.27 1,51
40
41
42
10X26
14X22
12XU
2Д1
2,52
2,35
1,65
1,95
1,91
54
16X26
3,41
2,77
2 Номограмма для расчета балок из брусьев пользоваться номограммами фиг. 6 и 7 1 и А
и дооок Б, В фиг. 8 2. При расчете балок из брусьев и досок можно Номограммы составлены для балок, свободно
1 Составлены ишк. Каган М. Е.
а Составлены инш. Писчиковым В. Г.
162
П. П. НИКОЛАЕВ
лежащих на двух опорах и нагруженных равномерно распределенной нагрузкой при Е 110000 кгсм2 см. примеры 8, 9, 10. Для другого значения Е необходимо относительный прогиб
множить на поправочный коэфициент к.
При пользовании номограммами для иных ра-
По номограмме фиг. 6 для q -у 250 X X щ 250 кгм и находим:
пи 38,8 кгсм9; А 0,0219; h 0,0219 200 4,38 см.
Оочих схем поперечного изгиба значение q вменяется соответствующими эквивалентными нагрузками qM и qf 1.
Номограмма фиг. 6 служит главным образом для расчета настилов и балок малой относительной высоты в небольшой погонной нагрузкой.
Номограмма фиг. 7 применяется для расчета прогонов и балок большой относительной высоты со значительной погонной нагрузкой.
Пример 8. Требуется рассчитать настил пролетом I 2,00 м. Дано: q 250 жгл2 щ.
i Величины эквивалентных нагрузок qM и qf си. график фиг. 2 и 3, а также Изгиб, табл. 2.
Назначаем h 4,5 см; для j 0,0225 и q 250 кгм по номограмме фиг. 6 находим ах
и пи 37 кгсм2.
Пример 9. Требуется рассчитать прогон пролетом I 3,00 м. Дано: q 500 кгм; -т nj 110 кгсм2.
По номограмме фиг. 7 для тх 3-q итгм 110 кгсм2 находим:
q 7 800 кгм и 0,0728,
БАЛКИ ПРОСТЕЙШЕГО ВИДА Ш
п.‘
q кгм
0 5 20 25 зо ЗЬ h см
7 при I 0000
I Ц г,0 3.0 4ft 5.0 6.0 7.0М
С0
®
о :
PjS7 -
2500 :
'2000 -
гн' :
1W00 800 -
в- ь Ю 15 го 25 30 См
Л
®
ч
1
1 4
Сечение
т
Ключ
Фиг. 8 Номограмма для расчета балов
J54 П. Я. НИКОЛАЕВ
откуда:
L 500 - 100 с ,
о -гх- ■ 6,4 см;
откуда:
7 800
h 0,0728 300 21,84 см.
Назначаем сечение прогона 7 х 22 см, для которого
А- 0,0732 и -£2 500 7 140 кгм.
По номограмме фиг. 7 находим: пи 103,5 кгсмг
1
375
725
гг 5Ы2
л Й0
Л 25 см
пм 110 тсма находим:
тах _1_
I имв 133
откуда:
прив 'max
r WJ3W0 1
133
1
250
га 1-88-
Выбираем балочно-консольную схему с х 0,17I, для которой 1тах- 1,75Г1
I прив L J
1,75 250 143 ’.564 ' ЮО 56,4 KtM.
м
h f По номограмме 6 для -р 0,028 и
jcoahm:
100
_1
143
гттг на-
t 56,4 100 к л
Ш 52
Пример 11. Требуется проверить прогиб и напряжение прогона ендовы, запроектированного в виде неразрезной пятипролетной балки с пролетом I 4,60 м. Погонная нагрузка, расположенная равномерно, q 600 кгм, сечение 25 X 18 см. Поверку производим по крайнему пролету, тогда по графикам фиг. 2 и 3 находим: qM 0,85-600 510 кгпог. м, qf 0,49 х X 330 292 кгпог. м. По номограмме фиг. 8 получаем точку 1 пересечения ординат Ъ
Ь 18
Фиг. 9
Пример 10. Требуется рассчитать балочно-консольный прогон пролетом I 5,00 м. Дано:
q 100 кгсмг; h 14 см;
■ПП 2I0 ’ I110 кгсмъ.
По номограмме фиг. 6 для -у- Q 0,028 и
пи 103 кгсм2; qa.Ke 1080 кгм,
Фиг. 10
18 см и h 25 см фиг. 9; из точки 1 проводим линию, параллельную кривой, до пересечения с горизонталью I 4,60 м в точке 2; далее проводим вертикаль до пересечения с кривой qM 510 кг 292 кгпог. м в номограмме Б в точке 3; на горизонтали, соответствующей точке 3, получаем напряжение в прогоне пм 80 кгсм2 rif 46 кгсм2. Прогиб определяем по номограмме В■ Через точку 3, соответствующую напряжению 46 кгсм, проводим горизонталь до пересечения в точке 4 с вертикалью, соответствующей пролету I 4,60 м; отсюда проводим линию, параллельную ближайшей кривой до пересечения в точке 5 с вертикалью h 25 см; горизонталь, соответствующая
е 1 1
точке 5, дает искомое -j-
Пример 12. Требуется подобрать сечение прогона пролетом I 3,00 м под погонную нагрузку
q 400 кгм при п 100 кг 1см2 иу-.
По номограмме В фиг. 8 находим точку 4 фиг. 10 пересечения ординат п 100 кгсм2 и I 3,00 м; из этой точки проводим кривую
до пересечения в точке 5 с горизонталью ■ ; на вертикали через точку 5 находим иско
ДЕРЕВОПЛИТА
155
мую высоту прогона h 23 см. Для нахождения ширины прогона Ъ переходим к номограммам В и А. По номограмме Б находим точку 3 пересечения кривой q 400 кгм с горизонталью п ЮО кгсм2; через точку 3 проводим вертикаль в номограмму А до пересечения в точке
2 с горизонталью I 3,00 м, далее проводим кривую до пересечения в точке 1 с горизонталью й 23 см, на вертикали, соответствующей точке 1, получаем Ъ 5 см.
ЛИТЕРАТУРА
1. Залепугин, Новый метод расчета моментов инерции различных профилей сечений бревна, ОЫТИ, Госстройиздат, 1933 г.
2. Иннорс, Проект стандарта, Междуэтажные и чердачные перекрытия по деревянным балкам, изд. Стандартизация и рационализация, Москва 1932 г.
3. Иннорс, Деревянные конструкции и сооружения, ТУ и Н проектирования и.возведения, Госстройиздат,
1 70 О Г.
4. Междуэтажные перекрытия, Стандарт ПСП, 1934 г.
5. Номограммы для расчета деревянных балок. Стандарт ПСП.
Инж. П. П. НИКОЛАЕВ
П. ДЕРЕВОПЛИТА
1. Общая характеристика
Деревоплита представляет собой сплошной безреберный настил из досок брусков на ребро, сбитых между собой гвоздями или соединенных деревянными нагелями.фиг. 1 и 2.
Фиг. 1. Поперечное сечение деревоплиты
Схема забивки гвоздей
I Х0-2Ц а ixg2U Ф Q2II Т JTA2IZТЦ2Ц ряд
Г L ■■ -р-L ■■j
Ф 5
Л0.2и
Кечетн,' ряд
ни
Jfet 1 cdfet да rbt t 5Й
: Лхо,2и ; 1 rN,2u, i rH2u ГГа25
C 4 Z oiU’pzuj
Ыяиъияц
i г-г 1Д21С Z Ч г
fXL
-t
I
: r-
uA ' ILL 515 5‘5
Izn
1 55
1 ,L
rn in '
5 55 y.
41 -jzzz ,p i
- 1 j Л-
- r t - - I r
■ ; -n
t J
ряд етнй,
ряд
,1
■i1
1
I'
III схема
эреЖеннаА
гщигщ£
ЩитоВая,
алщда.
Фиг. 2. Детали конструкции деревоплиты
Благодаря массивности и малой площади соприкосновения с воздухом деревоплита хорошо сопротивляется действию огня и. относится к так называемым медленно горящим конструкциям, что ставит ее в пожарном отношении на первое место среди других типов деревянных перекрытий.
При сплачивании досок на ребро удачно используется ценное свойство дерева его малая теплопроводность, благодаря чему обычно
уже не приходится прибегать к дополнительной термоизоляции перекрытия.
Обладая достаточной жесткостью и прочностью, деревоплита имеет в то же время сравнительно незначительную толщину, что снижает бесполезную высоту здания, а следовательно его стоимость и кубатуру.
Изготовление деревоплиты крайне несложно и не требует крупных, дорогих сортаментов лесоматериала.
2. Конструкция
Деревоплита может быть сплошной, разреженной или в ‘виде отдельных сборных щитов фиг. 1 и 2. В зависимости от пролетов и наличного лесоматериала конструктивная схема ее принимается в виде свободно опертой неразрезной ,или консольной плиты. Для перекрытия пролетов, превышающих длину имеющегося лесоматериала, дерёвоплиту можно конструировать по схемам, изображенным на фиг. 3 и 4, из отдельных досок или сборными из готовых щитов; в первом случае бруски стыкуются прямым прирубом впритык, а во втором случае косым прирубом с заложением, равным двойной высоте плиты.
Древесину для деревоплит рекомендуется, как правило, применять воздушно-сухую или полусухую с влажностью до 23, вполне здоровую и по возможности машинной распиловки. Машинная распиловка дает бруски доски одинаковой высоты что с трудом достигается при кустарной распиловке на циркульной пиле, благодаря чему плита, набранная из этих брусков, не требует ни застрожки, ни дополнительного выправления косым защитным настилом.
Нашивка косого настила по деревоплите обязательна лишь для тех покрытий и перекрытий, которые должны служить диафрагмой, обеспечивающей общую продольную жесткость сооружения.
Гвозди для соединения брусков деревоплиты обычно ставятся не длиннее двойной толщины брусков. При обычной толщине брусков 4 5 см применяются гвозди длиной 70 80 мм. Гвозди размещаются по длине пролета в шахмат через 400 500 мм. Концы брусков обязательно пришиваются двумя гвоздями, что дает по одному срезу на каждый шов.
Для схем, изображенных на фиг. 3 и 4, гвозди у конца брусков следует, проверять на попереч-
156
Я. Я. НИКОЛАЕВ
111752. OJ751
Схема:. Перекрытие пролета I при длине я досок Ю,851 и 0,151
Схема II. Перекрытие пролета I при длине досок 0,601 и 0,404
Схема III. Перекры-.
тие пролета I при 61
Ш52 0,175 J 0,т 0.151 0.1Ы Qf75£ Q175£ 0.154 0.152 0.1752 fl 175 0.151
длине досок 0,51
Фиг. 3. Схемы решения деревоплиты при пролетах больше существующего сортамента
Пример сплошного настила I 8,00 м из отдельных досок длиной 4,00 м.
Схема расположения стыков
Схема размещения гвоздей 0 3,5 лш, Z 80 лс Крайние пролеты
■По 53.1-545 п0 26.5-1 т 33 1341 -т 20 1 140 1
Расход гвоздей 0,348 пг1м
Средние пролеты
4
ил
33'2ij7o33.26.5А4,ЦПо44£'ПоМПо26.5 ЫЬЗЗМ 14Q-ь-л. 20 280 н -120' 140 -г
Фиг. За. Сплошные настилы из отдельных досок
Пример сплошного настила из щитов пролетом 1 8,00 м доски щитов длиною 0,80 I,
сечением 5 х 12 см
Фиг. 4. Детали щитовой деревоплиты
ДЕРЕВОПЛИТА
157
ную силу и изгибающий момент, приближенно исчисляемые следующим образом.
В зигзагообразном разрезе а а по швам деревоплиты согласно фиг. 5 разрезанные гвоздевые соединения должны воспринять попереч-
Фир. 5. Схема к расчету гвоздевого забоя
ную еилу и изгибающий момент, исчисленные для сечения Ъ Ъ, проведенного через середину участка х. Обозначая поперечную силу и момент, приходящиеся в сечении Ь Ь на ширину одного бруска черев Qx и Mlt получим усилие в гвоздевом срезе у конца бруска: гр Q1 Mi м I
лгв 2“ ж 30d
где d диаметр гвоздя;
х 30i расстояние между гвоздями плечо пары.
В случае избыточной жесткости деревоплиты сборные щиты могут изготовляться из досок более коротких, чем длина щита, но каждый второй и третий брусок щита должен быть сквозным.
Фиг. 6. Усиление борта деревоплиты
В местах обрыва или перегиба кровли деревоплиту рекомендуется усилить бортом, образуемым путем увеличения сечения двух крайних брусков фиг. 6.
3. Расчет
1 Расчет деревоплиты в кровельных покрытиях
При назначении размеров деревоплиты руководствуются: для покрытий статичерким расчетом, для междуэтажных перекрытий помимо ста
тического расчета проводится так называемый динамический расчет см. ниже.
Статический расчет неразрезной деревоплиты кровли следует производить по крайнему пролету, допуская прогиб не более пролета.
тэ cz 200
ь табл. 1 приведена высота многопролетной деревоплиты в долях от пролета при сплошной равномерной нагрузке и различных прогибах крайних пролетов неразрезной балки.
Для расчета деревоплиты по прогибу кроме табл. 1 можно пользоваться номограммой фиг. 8 г, составленной для однопролетных свободно опертых деревоплит с равномерной нагрузкой. Для расчета по номограмме неразрезных деревоплит необходимо определить эквивалентную нагруэку по графикам на стр. 129.
Пример 1. Требуется определить толщину неразрезной деревоплиты кровли при пролете I 6,00 м и полной нагрузке q 200 кгл; допускается относительный прогиб:
По данным у и j по табл. 1 определяем то
1,60, тогда h 1,60 6,0 9,6 см; принимаем h 10,0 см.
Пример 2. Требуется определить допускаемую снеговую нагрузку на крышу, выполненную в виде неразрезной деревоплиты толщиной h 10,0 см с рубероидной кровлей при I 5,0 м и
L - J_
I 400
Имеем h ml; то -у- 2,0. По табл. 1
при данных ■ и m получаем q 300 кгм. Собственный вес кровли g 0,10 550 5 60 кгм. Следовательно допускаемая снеговая нагрузка:
р 300 60 240 кгм2.
Пример 3. Требуется определить толщину h однопролетной свободно лежащей деревоплиты
при q 200 кгм2, I 6 м, -щ-.
Пользуясь номограммой фиг. 8, находим фиг. 9
1 1
точку 1 пересечения ординат -щ- и
q 200 кгм9, отсюда проводим луч до пересв-
Таблица 1
Значения воэфициента m для определения высоты деревоплиты
Гцц,,,,,т-
mgmmriini 7 -
аш
L-tij
г L
Фиг. 7. Схема деревоплиты h ml при п 99 кгслс, Е 100 000 кгсм, I пролет, q полная нагрузка
х. q в кгле
1
50
75
100
125
150
175
200
225
250
275
300
325
350
375
400
q в кгм
t X 1
1250
0,96
1,10
1Л
1,30
1,39
1,45
1,52
1,59
1,64
1,69
1,74
1,79
1,83
1,87
1,97
1250
1300
1,01
1,15
1,27
1,37
1,46
1,52
1,60
1,67
1,73
1,78
1,83
1,89
1,92
1,97
2,07
1300
1350
1,05
1,17
1,29
1,39
1,49
1,55
1,63
1,70
1,75
1,81
1,86
1,91
1,95
2,00
2,10
1350
1400
1,10
1,26
1,39
1,50
1,60
1,68
1,75
1,83
1,89
1,95
2.00
2,06
2,12
2,17
2,28
1400
Составлена инж. Писчиковым В. Г.
158
П. П. НИКОЛАЕВ
чения с горизонталью I 6,0 м в точке 2; проведя далее через точку '2 вертикаль, получаем искомую толщину деревоплиты h 12,0 см.
Пример 4. Требуется определить прогиб при снеговой нагрузке р 100 кгм2 с учетом не-
I 125
весину, получим:
I __ 1 I 125
110 000 100 000
_1_
103
14 см
я а
Порядок расчета ft q I ft
7 npu £0000
Фиг. 8. Номограмма для расчета деревоплиты и ключ к ней
выгоднейшего расположения ее по пятипролетной неразрезной деревоплите ив полусухой сосны. Дано: I 6,0 м; h 9,0 см; g 100 кгсм2. Рассчитываем плиту по крайнему пролету. Приведенная нагрузка по графику на стр. 129 q 0,90 200 180 кгиа.
„1
ЛИ2 см
С 6а -
46 1:300
200 кцг
Фиг. 9. Схема расчета по номограмме примеру 3
7180
Фиг. 10. Схема расчета по номограмме к примеру 4
Далее пользуемся номограммой фиг. 8; находим точку 1 фиг. 10 пересечения горизонтали I 6 м с вертикалью h 9 см, проводим лучевую линию через точку 1 до пересечения в точке 2 с вертикалью q 180 кгм Горизонталь, проведенная через точку 2, дает
Пример 5. Требуется определить напряжение в деревоплите примера 3.
Пользуемся номограммами А и Б, помещенными на стр. 153. Ввиду того что в номограмме Л
мограмме к примеру 5
нет ширины Ъ 100 см, приводим нагрузку к ширине Ъ 25 см, для которой q 50 кгм. По номограмме А находим точку 1
ДЕРЕВОПЛИТА
159
фиг. 11 пересечения горизонтали k 12 см с вертикалью Ъ 25 см; из точки 1 проводим лучевую кривую до пересечения в точке 2 с горизонталью 1 6 м восстанавливаем из точки 2 вертикаль до пересечения в точке 3 на номограмме Б с лучом q 50 кгм; на уровне точки 3 читаем слева п 38 кгсма.
2 Расчет деревоплиты в междуэтажных перекрытиях 1
При проектировании деревоплиты для междуэтажных перекрытий требуется, как уже было указано выше, кроме статического расчета дополнительный динамический расчет, который сводится к следующему.
Высота деревоплиты должна быть такой, чтобы частота ее собственных 'колебаний была достаточно велика для предотвращения значительных колебаний при передвижении людей а. Экспериментальным путем было установлено, что допускаемую частоту собственных колебаний де-
ге 9 ускорение силы тяжести;
I пролет плиты;
3 полная нагрузка включая собственный вес плиты на 1 пог. см при ширине 1 л5
EI жесткость плиты;
m коэфициент, зависящий от защемлений концов плиты. Коэфициент тп имеет значения:
1 для свободно опертых плит т0 3,14;
2 для плит с одним защемленным концом тп1 3,93;
3 для плит с двумя защемленными концами mt 4,73.
При g 9,81 смсек2 и Е 110 ООО кгсм имеем:
A 1660f yL.
3
4 43 S 5.5 Sj.
Фиг. 12. График зависимости ft, Yq, I и ft для свободно опертых плит
ревоплиты без чистого пола сверху и без штукатурки снизу следует принять к 9,5 колсек. При устройстве пористого пола и штукатурки шизу можно принять ft 9 колсек, а при устройстве ксилолитового магнолитового двухслойного пола и штукатурки снизу Л 8,5 колсек.
Понижение допускаемой частоты колебаний при наличии пола и штукатурки объясняется значительным влиянием последних на распределение динамической нагрузки по ширине плиты. Ввиду того что деревоплита работает главным образом в продольном направлении, ее следует рассматривать как балочную конструкцию.
Значение к в общем виде может быть определено по формуле:
Ь И
1 Составлено по материалам ЦНИПС, разработанным инж. м. Е. Каган.
Приводимый метод расчета неприменим для перекрытий под машинами. В этом случае расчет следует производить соответственно указаниям теории колебаний.
Фиг. 13. График зависимости ft, Vq, I и ft для плит с заделанными концами
Зависимость между к, Уд I и h для свободно опертых плит дана на графике фиг. 12, а для плит с заделанными концами ga графике фиг. 13.
Зависимость между к0 частотой собственных колебаний балки, свободно лежащей на двух опорах, и к частотой колебания балок другого вида в зависимости от точки приложения колеблющей силы дана на графиках фиг. 14 и 15.
Многопролетные плиты с равными пролетами незначительно отличаются по своим динамическим свойствам от однопролетных плит, свободно опертых концами.
Если запроектированная деревоплита удовлетворительна в отношении допускаемых колебаний, то проверка статического прогиба, как правило, отпадает.
Пользуясь коэфициентами графиков фиг. 14 и 15, можно динамический расчет любой плиты привести к расчету свободно опертой плиты по графику фиг. 12.
160
П. П. НИКОЛАЕВ
Пример в. Требуется определить необходимую толщину деревоплиты междуэтажного перекрытия с паркетным полом и штукатуркой по расчетной схеме фиг. 16 при q 100 150 250 кгм2.
L. yl -■ Т
U-fi -4 1 -Л
fee собственная частота колебаний балки, свободно лежащей на двух опорах;
k собственная частота колебаний рассчитываемой балки:
Защемление характеризуется величиной д.
Фиг. 14. График зависимости частоты колебаний от защемления
Фиг. 15. График влияния консолей на частоту колебаний
320
При р щ 0,80 по графику фиг. 14 имеем: К 8. Для паркетного пола Аг 9 колсек,
7 Q
следовательно к0 7,6 колсек. По графи
ку фиг. 12 для 0 l6; I 4,00 м и 2,5 тсм; имеем:
оУ7 7,6 У 2,5 12 и h 12,0 см.
Пример 7. Требуется определить толщину деревоплиты с ксилолитовым полом и загрузкой t по схеме фиг. 17 при
q 150 200 350 кгм2 3,5 тсм.
60
По графику фиг. 15 при 93 0,2 имеем:
о£Й 79’ о77.913 14,8.
По графику фиг. 12 при I 3,00 м и А0 YЧ 4,8 находим:
h 10,0 см.
Фиг. 16. Схема эагружения двухпролетной плиты к примеру 6
300
Фиг. 17. Схема двухпролетной плиты с двумя консолями к примеру 7
Однопролетные или неразрезные равнопролетные деревоплиты можно рассчитывать без помощи графиков, исходя ив следующих соображений. Частота собственных колебаний балок будет по ф-ле 2:
к 1 660
m2 л ГI.
Т V а '
выражая 1 Зерез й, находим:
I 8,ЗЗА8;
частота собственных колебаний свободно опертой плиты:
1 л сел 3.14И 8,331 0 1660 1 Г-
ИЛИ
а
h
2 2 248 000 000 и толщина деревоплиты:
h ТзГо УяШг-
4
Распространяя ф-лу 5 на случай многопролетной плиты с равными пролетами, введем в нее
коэфициент а. Для однопролетной плиты
а 1,00, для двухпролетной а 1,08, для трехпролетной а 1,19.
Ф-ла 5 принимает вид:
h- l fql Wa
1 310 V 02
6
где I расчетный пролет в см;
q кгсм погонная нагрузка на 1 см при ширине плиты Ъ 100 см;
Л ко л сек частота собственных колебаний перекрытия;
а коэфициент, зависящий от числа пролетов неразрезной плиты.
Ниже в качестве примера помещены таблицы полных допускаемых нагрузок для трехпролетной деревоплиты с равными пролетами I 4 см.
Табл. 2 составлена для деревоплиты со штукатуркой внизу под ксилолитовый магно лито вый чистый пол по ксилолитовому подслою; число колебаний к 8,5 колсек.
КОНСТРУКТИВНЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ ПОДЪЕМ
161
Таблица 2
Допускаемые нагрузки в пгм2 на деревошшту под ксилолитовый магнодитовый пол
Табл. 3 составлена для деревоплиты со штукатуркой внизу под паркетный или плиточный чистый пол; число колебаний принято к
9 ко л сек.
Таблица 3
Допускаемые нагрузки в квлз на деревошшту под паркетный или плиточный пол
в см
1 в м
9,0
10,0
11,0
12,0
13,0
14,0
4,00
155
200
256
326
417
4. Защита от гниения
Для повышения сопротивляемости гниению деревоплиты ив недостаточно сухой древесины
Ш. КОНСТРУКТИВНЫЙ
г
1. Работа составных балок на податливых соединениях
Количество применяемых в строительстве конструктивных элементов типа составных балок довольно значительно. К составным балкам должны быть отнесены: сплошные коробчатые настилы из досок на гвоздях, составные прогоны из досок и брусьев на гвоздях, составные прогоны из брусьев на пластинчатых нагелях, двутавровые балки с перекрестной и фанерной стенкой и наконец ряд комбинированных конструкций, хотя и не являющихся составными балками, но родственных им по работе, как например тавровые балки, шпренгельные балки, ряд подкрановых деревянных балок, мостовые фермы типа Лангера и т. д.
Общим признаком, характерным для всех этих конструкций, является комбинированность их работы. Анализируя работу составного из трех брусьев прогона на гвоздях, замечаем, что даже при полном отсутствии гвоздей прогон является несущей конструкцией, состоящей из трех отдельных балочек, между которыми нагрузка распределяется пропорционально их моментам инерции. Наличие гвоздевых соединений создает в верхней балочке преимущественно сжатие, в нижней преимущественно растяжение, т. е. приближает их работу к работе поясов
надлежит применять антисептики последующего действия, пропитку или суперобмазку.
Можно рекомендовать следующие способы антисептирования деревоплиты в зависимости от возможностей производства.
1. Лесоматериалы для деревоплиты погружаются на 15 мин. в ванну с 3-ным раствором фтористого натрия на 100 л воды 3 кг фтористого натрия. Ванны делаются деревянные из тщательно сфугованного леса с проконопаткой швов густой смолой или гудроном.
2. Деревоплита опрыскивается из гидропультов или краскометов 4,5-ным раствором фтористого натрия с добавкой окраски для контроля равномерности распределения антисептика.
3. На поверхность деревоплиты наносится ровным слоем суперобмазка, состав которой может быть следующий: 30 фтористого натрия NaF, 60 экстракта сульфатных щелоков и 10 отощателя измельченный торфяной порошок, древесная мука и т. п. Составные части антисептика нужно варить с водой до консистенции жидкой сметаны.
ЛИТЕРАТУРА
1. Каган М. Е., Безреберный настил, Строительная промышленность 6, 1933 г., Проект и стандарт 4 5, 1933 г.
2. П и с ч и к о в В. Г., К вопросу о работе сплошных безреберных настилов, Проект и стандарт 4 5, 1933 г.
3. Безреберный настцл, Гослегпромстрой.
Иною. В. Г. ПИСЧИКОВ
СТРОИТЕЛЬНЫЙ ПОДЪЕМ
фермы. Работа конструкции в целом получается таким образом комбинированной из работы на изгиб балок и фермы. В зависимости от мощности гвоздевых соединений в отношении напряжений и прогибов такая конструкция будет занимать то или иное промежуточное положение между системой из трех отдельных балочек и системой из одного монолитного бруса. Таким
образом здесь имеет место та же картина, что и в классических комбинированных системах, например в балке, усиленной шпренгелем, где нагрузка в зависимости от 'величины сечений, мощности и жесткости балочной и шпренгельнон схем делится между ними в том или ином соотношении.
Проанализируем работу составной балки из двух одинаковых брусьев высота каждого бруса равна h на податливых соединениях нагельного типа фиг. 1.
162
В. Г. писчиков
Согласно 197 и 204 ТУ и Н 1931 г. расчет такой балки при сплошной равномерной нагрузке q в случае отсутствия конструктивного строительного подъема представится в следующем виде.
Прежде всего определим сдвигающую силу в шве на половине пролета балки:
т Qj-S _i_ J_ _ £i ыа _3_ _i_3£ia
1 I 22 22 2ЬЛЗ 4 32i' 1'
Если расчетное допускаемое усилие на один нагельный среэ равно Тн, то необходимое количество m нагелей на полупролете балки определится по формуле:
2Т о
m -г. 2
■ м
Полученное число нагелей распределяется равномерно по всей длине полупролета, причем нагрувка на них меняется по линейному закону
от нуля в середине пролета до расчетного Тм
на обеих опорах.
Прогиб составной , балки по смыслу 197 ТУ и Н равняется:
, 5 ql. Zdl
' 384EI Зв
3
где б сдвиг в шве на опоре балки; е А;
Второй член правой части выражает дополнительный прогиб вследствие податливости нагелей. При этом сдвиг д обычно приравнивается сдвигу дн в нагельных швах при расчетном вагружении нагелей силами Тн.
На самом деле, в рассчитанной и сконструированной вышеуказанным образом балке усилия в нагелях на опорах не будут равны Тн, и следовательно сдвиг шва на опоре балки б не будет равен расчетному сдвигу дн.
Ошибочность изложенного допущения заключается в том, что сила сдвига в шве Т определялась в предположении полной монолитности балки, в то время как на самом деле балка имеет податливые соединения, что уменьшает силу сдвига в шве.
Если исходить из предположения, что сила, действующая в нагеле, пропорциональна сдвигу шва в этом месте, то нетрудно найти точное решение вопроса о распределении нагрузок между нагелями, представляющее собою многократно статически неопределимую задачу. Произведенное автором точное решение этой задачи для ряда случаев показало, что в обцчных нагельных конструкциях можно без большой погрешности принимать вакон распределения нагрузок в нагелях таким же, как и в монолитной балке со сплошной равномерной нагрузкой, т. е. по треугольнику.
Тогда решение задачи представится в следующем виде.
Вначале исходим из предположения, что нагели отсутствуют и конструкция представляет собой две положенные друг на друга балочки шириной Ъ и высотой h фиг. 1.
Суммарный момент инерции системы:
4
Нагрузка распределяется поровну на обе баЗючки. Сдвиг шва на опоре:
2 0,5gl2 I
2 Е 0.5Ii
h
ql 4Е5Л2 ‘
5
Для перехода от системы й8 двух балочек к истинной конструкции достаточно приложить во всех нагельных срезах системы иэ двух балочек соответствующие нагельные усилия. Если обозначить усили в нагельном срезе на опоре через z и принять, как указано выше, треугольный закон распределения усилий в нагелях, то при равномерном расположении m нагелей на полупролете сдвигающая сила в шве:
т. _ mz
2 6
Если бы сила Т9 равнялась силе Т для монолитной балки см. ф-лу 1, то под влиянием этой силы сдвиг шва на опоре 50 превратился бы в нуль, что и имеет место в монолитной балке. Но так как в шве имеется некоторый сдвиг, то сила Тг меньше, чем Т, и эффект, вызванный силой Тг, в смысле уменьшения сдвига 50 в шве будет соответственно меньше и выразится величиной:
i о z 3 0 т тьш
513. mz32ft
4Imz
ЗЁЬЛ I''
Исходя далее иэ того, что усилие в нагеле на опоре равно z, можем определить сдвиг шва на опоре составной балки величиной fiz, где л
y Тн расчетное допускаемое усилие в нагельном среве, а дн. соответствующий этому усилию сдвиг шва, взятый согласно 204 ТУ и Н или из других экспериментальных источников.
Составляя уравнение для определения zt получим:
50 бя fiz. 8
Подставляя в это уравнение выражения 50
и 5, ив 5 и 7 после преобразования, получим:
2 _ Q
4Л ЗЕЬЬл 41т ' ;
Ив ур-ний 9 и 6 сумма сдвигающих сил в шве балки:
Зтд13
8h 3Ebht 4 lm
10
Если веять отношение этой суммы сил Те к сумме сил в монолитной балке Т, то иэ 1 и 10 получим:
4 4 Н
Is
т
4 3
Ebhfi
lm
4 Зс ’
где
с
Ebhfi
12
Если обозначить прогиб середины монолитной балки через' , то прогиб составной балки с моментом инерции I получится:
13
Таким образом истинный коэфициент ксдв вместо приведенного в 41 ТУ и Н 1931 г. для случая балки ив двух брусьев будет равен:
9с
где
. Ebhft n uh
е lm ’ М Тм
4 Зс
5
14
КОНСТРУКТИВНЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ ПОДЪЕМ
т
Напряжения в крайних волокнах составной балки под расчетной нагрузкой соответственно
с найденным значением могут быть определены по формуле:
ЗрР о ТЛ _ 3pt2. Зс 4 с
Прасч 16ЬМ Т 16bi2 V Г 4 Зс ' ' 1
Пользуясь выведенными выражениями, нетрудно рассчитать балку ив двух одинаковых брусьев, соединенных гвоздями, металлическими или дубовыми цилиндрическими нагелями. Для расчета балок на пластинчатых нагелях выведенные формулы не вполне пригодны, так как не учитывают ослабления брусьев нагельными гнездами.
Ввиду того что эадача составного бруса без конструктивного подъема представляет практический интерес например при расчете вертикальных стоек с горизонтальной нагрузкой, действующей либо с той либо с другой стороны, ниже приводится решение аналогичной задачи применительно к составным балкам иэ трех, четырех и пяти брусьев одинаковой высоты дри равномерном размещении га штук нагелей на полупролете в каждом из швов.
При ином количестве брусьев, других соотношениях размеров и ином размещении нагелей расчет производится аналогично рассмотренному примеру.
2. Конструктивный строительный подъем первого рода
Конструктивный строительный подъем первого рода позволяет устранить дополнительный прогиб и дополнительные напряжения, возникающие в балке вследствие податливости соединений, т. е. привести составную балку, находящуюся под расчетной нагрузкой, в состояние, в каком находилась бы одинаковая с ней по размерам вполне монолитная балка.
Механизм придания подъема заключается в следующем.
Стадия 1. Собранная балка до постановки связей нагружается специально подобранной нагрузкой, которая сообщает элементам балки определенные начальные напряжения и прогибы. В обычном случае, когда свободно лежащая балка несет сплошную равномерную нагрузку, начальное напряжение балки для получения классической картины явления должно создаваться тоже путем нагружения ее элементов сплошной равномерной нагрузкой. При этом загружении, о технике выполнения которого будет сказано ниже, отдельные элементы, составляющие балку, работают как отдельные свободно лежащие балочки, причем все они имеют одинаковые прогибы и несут нагрузки, пропорциональные йх моментам инерции.
Стадия 2. В балке под нагрузкой засверливаются отверстия и ставятся на место нагели, после чего нагрузка снимается.
Необходимо обратить особое внимание на этот последний момент удаления нагрузки ввиду того, что непонимание этого явления служит обычной причиной неправильных выводов и представлений по всему вопросу о конструктивном строительном подъеме в целом.
Необходимо четко уяснить себе, что снятие нагрувки вполне аналогично нагру
жению конструкции нагрузкой обратного знака.
Бели мы возьмем простую монолитную балочку и нагрузим ее некоторой нагрузкой р снизу вверх, а затем добавим такую же нагрузку р, но по направлению сверху вниз, то в результате палочка окажется в состоянии отсутствия нагрузки, напряжений и прогибов. Рассматриваемый :ами случай придания конструктивного подъема отличается от приведенного примера только тем, что в промежутке между первым нагружением вверх и вторым нагружением вниз устанавливаются'в швах соединительные связи. В результате получается, что первая нагрузка действует на отдельные не соединенные между собой элементы балки, а вторая на балку составного сечения, элементы которой соединены между собою податливыми связями. Ввиду того что первая конструкция без связей ц вторая со связями реагируют на нагрузку по-разному, то получается, что после снятия начальной нагрувки в балке остаются определенные уравновешенные внутренние напряжения и соответствующая им деформация всей конструкции.
Эти начальные напряжения и начальная деформация балки могут быть получены путем суммирования напряжений и деформаций, возника ющ их при на
грузке балки б ез связей и ее разгрузке со. связями, производимых обычно в станке той или иной конструкции, т. е. путем суммирования стадий 1 и 2.
Если напряжение в какой-либо точке балки, возникающее при ее нагрузке в станке, обозначить через га', а напряжение, возникающее в той же точке при разгрузке балки в станке, через п, то начальное напряжение в этой точке, имеющее место после снятия балки со станка, будет:
п,
нач
„ I гт 71 “р 71
16
Интенсивность нагрузки р в станке можно подобрать таким образом, чтобы начальное напряжение пнач полностью компенсировало то добавочное напряжение, которое возникает в балке под расчетной нагрузкой.
Обозначая интенсивность расчетной нагрузки через q для балки, составленной из двух брусьев, получим следующее уравнение для определения необходимой начальной нагрузки р в станке:
Зр12 Зр12 8bft2
16612
л I Зс 3 qia Зс ,.п
4 Зс 16 ’ bh 4 Зс Левая часть этого уравнения представляет собой начальное напряжение пмч, правая часть добавочное напряжение в балке под расчетной нагруэкой q по ф-ле 15.
Решая уравнение относительно р, получим:
Зс
Р -4
18
То же значение начальной нагрувки р можно получить, если исходить из условия равенства нулю добавочного по сравнению с монолитной балкой прогиба под расчетной нагрузкой, т. е. из уравнения:
5pi 5р1. , о ' Зс
1 34Tcja
ЗС 19
3842 0,251 384EI
5 ql о
384EI
4 Зс
164
в. Г. писчиков
То же значение нагрузки р может быть наконец получено третьим способом, если приравнять нулю сдвиг шва на опоре балки под расчетной нагрузкой.
В самом деле, сдвиг шва на опоре балки при снятии ее со станка по ф-лам 7, 5 и 11:
S 2 Ч
итч ио Т ьеЪ ’ 4 Зс ■
20
Сдвиг шва от расчетной нагрузки q по ф-лам 8 и 9:
д q iz 4h ЪЕЪЬц 4 lm
3 с
Приравнивая дмач и 5, снова получим р q.
Таким образом балка с конструктивным строительным подъемом первого рода находится под расчетной нагрузкой в том же состоянии, какое имело бы место при полной монолитности сечения, т. е. не получает добавочных напряжений, прогибов и сдвига в швах.
Ввиду неудобства создания в станке необходимой равномерно распределенной нагрузки обычно производят изгиб балки по заданной кривой, что теоретически вполне равноценно действию силами при условии, если при назначении упругой линии правильно задан модуль упругости Е дерева.
Необходимый выгиб в станке, соответствующий величине нагрузки по ф-ле 18, равен:
41 JL р1 6
Temp 384 Е bh3 в
15 qlc lbqdH
256 ' Ebhs 256ШгТн
21
Если балка рассчитана как монолитная согласно выражениям 1 и 2, то, подставляя
в ф-лу 21 соотношение m Тк , полученное из 1 и 2, найдем:
.л Jcmp 2,2h
22
Выражение 22 вполне совпадает с приведенным в ТУ и Н 197 приближенным выражением:
Wh
Зi
23
Если балка рассчитана как монолитная, то задаваемый в станке на опоре балки сдвиг 50, определяемый из выражения 5, после подстановки в это выражение соотношений 18, 2 и 1 дает в результате д0 дн, т. е. сдвиг шва в станке должен равняться сдвигу в нагелях при их расчетном 8агружении. Ввиду того что под расчетной нагрузкой сдвиг шва равен нулю, можно сделать вывод, что нагель на опоре балки действительно загружен своей полной расчетной нагрузкой. Этот вывод может быть сделан и непосредственно, если в выражении усилия в нагеле на опоре балки 9 заменить нагрузку q
нагрузкой р q 1 q и подставить в
это выражение соотношение пгТн из ф-л 1 и 2.
Общий вывод из всего вышеизложенного может быть сформулирован так.
Если составной балке на податливых соединениях придается конструктивный строи
тельный подъем первого ро да, при котором в швах балки влюбой их точке х создаются на станке сдвиги 5Х, соответствующие нагрузкам на нагели Тх в тех же точках х монолитной балки, составная балка может быть рассчитана как монолитная.
Поясним сказанное двумя примерами.
Пример 1, Пусть балка составлена из четырех брусьев одинаковой высоты фиг. 2. Поместив такую балку в станок, замечаем, что взаимные сдвиги в швах I и II в любом поперечном сечении балки одинаковы. Отсюда следует, что на опоре балки можно полностью использовать гвоздевые срезы во всех швах. Учитывая далее, что сдвигающие силы в швах Tj и Тд относятся между собой, как 3 : 4, заключаем, что количество срезов нагелей в швах I и II тоже должно относиться, как 3:4. Поэтому, определив силы Tj и Тц из расчета монолитной балки, можем назначить
2 гт
в шве I нагельных срезов mj , а в шве II
J- н
2 Тл
П
соответственно пгц -7 , где, как и выше,
_ 1 и
Тн допустимая нагрузка на один нагельный срез
рр
1
УШ
г
щж
С
1
щ
Фиг. 2. Составное сечение из четырех одинаковых брусьев
Фиг. 3. Сдвиг в швах балки из брусьев разной высоты
Пример 2. Пусть балка имеет сечение, показанное на фиг. 3. Поместив такую балку в станок, замечаем, что сдвиги в швах I относятся к сдвигам
т т 0,25h 4” 0,5h 3 л
в шве , как -. Отсюда заклю-
чаем, что при полном использовании нагелей на опоре балки в шве II мы должны нагели в швах I использовать только на 75.и назначить коли-
8Тт
чество нагельных срезов в шве I mj , а
к
2 Т
в шве II тд Туг- , где Тт и TYr сдвигаю-
1 н
щие силы в швах монолитной балки.
Во всех выводах и примерах, приведенных выше, предполагалось, что нагели поставлены равномерно по всей длине балки, что довольно хорошо согласуется с требованием нулевых сдвигов по всей длине швов, т. е. максимального приближения балки со строительным подъемом первого рода к монолитной балке. Однако постановка нагелей в средней части балки экономически мало эффективна ввиду того, что по мере приближения к середине пролета усилия в нагелях падают. Поэтому обычно в средней трети или в средней половине пролета нагели ставятся в полтора-два раза реже, чем на крайних участках балки.
Целесообразность этого приема подтверждается не только общеэкономическими соображениями, но также и более точным анализом вопроса о распределении соединений по длине балки.
КОНСТРУКТИВНЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ ПОДЪЕМ
165
Если балка предназначена под равномерно распределенную нагрузку, то касательные напряжения в шве монолитной балки распределяются по закону прямой от нуля в середине пролета до максимума на опоре балки. Однако сдвиги в швах такой балки при ее изгибании в станке распределяются не по линейному закону, а. по криволинейному, показанному на фиг. 4. Руко
Фиг. 4. Эшора сдвигов в шве составной балки, нагруженной равномерно распределенной нагрузкой
во детву ясь общим выводом о подъеме первого рода, сформулированным выше, мы должны и нагели расставить таким образом, чтобы сдвиги в шве на станке вполне соответствовали усилиям в нагелях.
Если обозначить сдвигающую силу на единицу длины шва в любой его точке через tx и соответствующее количество нагельных срезов через тх, то в любой точке шва усилие в нагеле будет равно
. Сдвиг д в шве в этой точке на станке ДОЛ-
ms
жен быть пропорционален усилию в нагеле, т. е. должно иметь место соотношение:
:Ти дх: дм или 5 , тх н х х тм тх’
24
где, как и раньше:
Тм допускаемое усилие на нагельный срез; дн соответствующий этому усилию сдвиг шва. Применив выражение 24 к опорному сечению балки, получим:
откуда:
Л , н
О 'Т' дм
1 н
д0Жр
Ти to
Сделав подстановку из 25 в 24, найдем:
о © ТПо Х
5 - 5 .tx
t0
25
26
С другой стороны, величина дх связана с 50 уравнением кривой, данной на фиг. 4, а именно:
ЗРх 4зсЗ J0 78
дх да
27
Сделав подстановку из 27 в 26 и заметив
X
to Ojl
2х
о
кроме того, что т2 тпЬ, получим:
о 312я 4x3 ТПо
ол гг 0
13
mx I
откуда:
212
_ т 312 4x2
28
Кривая, соответствующая выражению 28, нанесена на фиг. 5. Эта кривая показывает, что интенсивность расстановки нагелей должна падать от опоры балки к середине пролета, где она
должна составлять всего лишь 23 от интенсивности на опоре, или шаг нагелей в середине пролета должен быть в полтора раза больше, чем на опоре.
Для целей практики можно рекомендовать т кую расстановку нагелей, при которой в крайних четвертях балки устанавливаются нагели расчетной интенсивности, в остальной же части вдвое реже пунктир на фиг. 5.
Фиг. 5. Интенсивность размещения связей в балке с подъемом первого рода, создаваемым равномерными силами
Понимать это нужно так: при расчете предполагается, что нагели расставлены с интенсивностью т0 равномерно по всей длине балки, фактически же в средней половине балки ставится половина расчетного количества. Такое допущение вполне оправдано, ибо: 1 количество нагельных срезов по кривой на фиг. 5, равное
0,76 т01, очень близко к количеству срезов по пунктирной линии, равному 0,75 т01, и 2 совершаемая при этом погрешность хорошо компенсируется небольшим запасом, получающимся в результате того, что при равномерной расстановке нагелей предполагается линейный закон распределения усилий в нагельных срезах. Как показали подсчеты, проделанные автором, ''удаление половины нагелей из средней части балки даже улучшает совпадение результатов приближенного и точного расчетов, уменьшая разницу между ними до 2 3 в запас прочности и жесткости.
Необходимо предостеречь от ошибки, нередко допускаемой проектировщиками и состоящей в том, что по сдвигающей силе Т, определенной для монолитного сечения, размещается затем коли-
т
чество нагельных срезов, меньшее 1,5 ;
1 н
В случае такой чрезмерной экономии нагелей увеличение придаваемого балкам строительного подъема эа счет увеличенного допускаемого сдвига в швах под расчетной нагрузкой не является удачным выходом. Хотя увеличением подъема и удается получить законный прогиб балки под расчетной нагрузкой, однако допускаемое при этом в скрытом виде значительное увеличение нагрузки на нагель уменьшает коэфициент безопасности конструкции и кроме того легко может привести к значительным неупругим остающимся просадкам балок даже при временной перегрузке их.
Согласно ТУ и Н конструктивный строительный подъем должен создаваться путем изгибания элементов балки в специальном станке. Приводимая в 203 ТУ и Н табличка ординат строительного подъема очень часто дается на чертежах для руко-
166 в. г. писчиков
водства при изготовлении балок. Однако трудность изготовления достаточно точных шаблонов для ивгибания элементов составных балок потребовала установить, действительно ли необходимо придавать подъем равномерно распределенной нагрузкой и нельзя ли упростить в этом отношении изготовление балок. Автором статьи было предложено изгибать элементы одним сосредоточенным грузом в середине пролета балки. Этот способ в настоящее время имеет значительное распространение в строительстве. Нет никакого сомнения, что в ближайшем будущем этот способ будет рекомендован ТУ и Н и сделается общераспространенным.
В связи с этим возникает вопрос о том, как должны быть учтены особенности нового способа в расчете балок. Для выяснения этого вопроса автор точно решил задачу распределения усилий между нагелями при нагружении составной балки одним сосредоточенным грузом в середине ее пролета. Это решение показало, что кривая распределения нагельных усилий в этом случае близка к окружности с центром под опорой, но для практических расчётов может быть принята ва квадратную параболу с уравнением:
try fn 4х I ’ х
X О J2 ’
29
где 20 усилие в нагеле на опоре;
х расстояние от середины пролета до рассматриваемого нагеля.
Зависимость между Тл и Т9 воспроизведена кривой на фиг. 6.
Результат приближенного решения эадачи, основанного на параболическом ваконе распределения нагельных усилий, близок к результату точного решения, что позволяет считать
Фиг. 6. Параболическая эпюра сдвигов в шве балки параболический закон вполне пригодным для j решения аналогичных практических вадач. Дальнейшее исследование вопроса показало, что стрелка строительного подъема первого рода, получаемая в этом случае, мало отличается от стрелки, получаемой по ф-ле 22, и что поэтому при выгибании балки сосредоточенным грузом можно назначать стрелку, пользуясь тем же выражением 22.
Вторым преимуществом нового способа кроме чисто производственного является экономически
Таблица 1
Данные для расчета составных брусьев на податливых соединениях
Форма сечения бруса
Коэфициент эффективности соединения Tz Т
Прогиб по отношению к монолитному брусу
сде 881
Расчетное напряжение в крайних волокнах бруса
п,
расч
4Зс
1 3
Зс
4 Зс
3 ql 16 ЪП 2
4Тзз
3
32с
1 8
2с
3 2с
JL U а 2с Л
13 bft т 3 2с
Л.
лг
Т
II
1в 1 2с
16 39с 18с
82 Зс
16 39с 18с
1 15
10,2с 18с 16 38с 18с
125 1 Зс
125 378с 180с2
__ 1251 2с
Тц3 125 378с 180с
3 pi 64 ЬЛ
13
11 с 18с
16 39с 18с
124
78с 180с
125 378с 180с
3 pi
100 Х 4 125 878с 180с
1 4
93с 180с
г
ЕЬМН
Примечание. Во все случаях коэфициент с -j „.
Ml iM
КОНСТРУКТИВНЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ ПОДЪЕМ
167
более выгодное распределение нагрузок на нагели. Кривая сдвигов получается параболической фиг. 6, необходимое количество нагелей снижается до 0,694 т01. Размещение нагелей можно производить согласно пунктирной линии на фиг. 7, где сплошная линия дает теоретическое размещение нагелей.
В заключение необходимо все же отметить, что предлагаемая ТУ и Н и поддерживаемая нами возможность производить расчет составной балки как монолитной при устройстве конструктивного строительного подъема первого рода теоретически не является строго обоснованной. При дальнейшем нагружении балки сверх расчетной нагрузки в ней появляются дополнительные напряжения, понижающие коэфициент запаса составной балки по сравнению с монолитной.
Фиг. 7. Интенсивность размещения связей в балке с подъемом первого рода, создаваемым силой, сосредоточенной в середине пролета
Следует все же полагать, что этот коэфициент остается достаточно высоким, ибо вообще коэфициенты запаса при изгибе монолитных балок значительно превосходят коэфициенты вапаса прочих деревянных конструкций.
Необходимо далее учесть, что балка с подъемом первого рода не делается более жесткой по сравнению с такой же балкой, собранной без строительного подъема. С точки 8 рения поведения под нагрузкой балка с подъемом не делается монолитной, и каждый килограмм нагрузки на балке вызывает такой же вертикальный прогиб, какой получился бы у балки, собранной без подъема. Вследствие этого в тех случаях, когда решающее значение имеет возникающий под нагрузкой абсолютный прогиб, балка должна трактоваться как составная на податливых соединениях и расчетный момент инерции должен определяться специальным расчетом с учетом упругой податливости связей в подходящих случаях он может быть взят из последней графы табл. 1.
В вопросе об оптимальной области применения конструктивного строительного подъема' первого рода среди специалистов имеются некоторые разногласия; нередко приходится слышать, что подъем первого рода академичен и что составным балкам всегда нужно придавать подъем второго рода. Это мнение ни на чем не основано, и можно утверждать, что в некоторых случаях и в экономическом и в техническом отношениях предпочтителен именно подъем первого рода. В частности оптимальной областью применения подъема первого рода являются составные гвоздевые прогоны из мощного бруса с нашитыми на него сверху и снизу менее мощными досками, о чем подробнее будет сказано ниже.
3. Конструктивный строительный подъем второго рода
Подъем второго рода имеет целью создать в составной балке такие внутренние напряжения и деформацию, чтобы прогиб балки под расчетной нагрузкой равнялся нулю. Рассматривая классический случай придания подъема, когда начальная нагрузка задается равномерно распределенными силами, получим необходимую интенсивность начальной нагрузки р применительно к рассмотренному выше примеру из уравнения:
5 pi 5 pi4 Л. 9с _
384 ‘ Е 0,25 384 EI ■ 4 3с
ш-й1 ггяг' 30
откуда после преобразования получим:
Р ■” с Я,- 31
Соответствующая этой нагрузке стрелка выгиба элементов балки в станке:
тр 384 ’ Е- 2 'ЬЛ 192 ЕШ Зс
Определим напряжение в волокнах балки пол расчетной нагрузкой q.
Напряжения в крайних волокнах определяются по ф-лам 15 и 31:
pi2 6 з р д I8 м , Зс
8 ■ 2ЬЛа 16 bhа V 4 Зс
33
правч
Р Q', bh
д
Первый член суммы представляет собою напряжение, возникающее при выгибании балки в станке, второй член сумму напряжений, возникающих при снятии балки со станка и при действии расчетной нагрузки q.
Напряжения в средних волокнах определятся по формуле, получаемой' аналогично ф-ле 15 и дающей напряжение от нагрузки q:
3q о Tg 3д 6с iQf.
2-2-т 1Ш' 4ТЗГ- 34‘
n 16bft2 Для нашего случая:
6
з
18
р д 18
ЬЛ2
4 Зе
Как видно из ф-л 27 и 29, напряжения в крайних и средних волокнах одинаковы. То же имеет место и для любого иного волокна. Этот результат можно было получить и иначе путем простого умозаключения. В самом деле, согласно нашему требованию прогиб балки под расчетной нагрузкой q должен равняться нулю. А если так, то все волокна под расчетной нагрузкой должны оказаться прямолинейными, т. е. должно отсутствовать самое явление изгиба, с которым неразрывно связано искривление оси элементов. Таким образов единственной возможной формой равновесия будет та, при которой все сжатые волокна имеют одно и то же напряжение, равное напряжению всех растянутых волокон. Плечо внутренней пары для нашего случая должно при этом равняться h, а напряжение должно определиться из равенства:
Т bh
k п
расч
откуда:
прасч
qi2
Sbhа
36
37
168
В. Г. ПИСЧИКОВ
В этом случае сумма сдвигающих сил на полупролете балки:
Tbhnpac4 fh. 38
Если нагели поставлены по длине балки равномерно и усилие в нагеле на опоре равно Тн, го, принимая, как и раньше, линейный закон распределения нагрузок на нагели, получим:
откуда:
гг тТн
2 ’
тТ tL '
39
Возвращаясь к выражению 32 для стрелы прогиба второго рода, замечаем, что величина стрелы состоит иэ двух частей, одна из которых зависит от параметра с, а другая не зависит. Выражение 32 может быть преобразовано следующим о бравом:
,11 _15 д lc I 5 ql __
Temp 192 ЕЪЬ.3 192 ЕЪШ
ql
ка на балку, работающую как вполне монолитный брус, действует в обратную сторону та же начальная нагрувка р стадия 2. Наконец под действием расчетной нагрувки q стадия 3 балка приходит в расчетное состояние, характеривующееся вполне прямолинейной осью. Обозначая момент инерции сечения балки через , сумму моментов инерции сечений элементов, составляющих балку, через ij, получим следующее уравнение для определения р:
5
384
р14 5 Pl4 5_ _ п
Е1г 384 ‘ EI 384 EI
откуда:
Р
I h q I0q‘
45
Щ
На основании ф-лы 45 стрелка строительного подъема:
411 Jcmp 384
47
pl4 _5_ ql_
Eh.384 ' EIo
т. е. момент инерции 0 является фиктивным, условно заменяющим истинный момент инерции I.
q
192fc2mTM ' 384 ' Е 0,5 Wi‘
Делая подстановку ив 31 и обозначая 0,5bk3
0, получим:
П __ j д.
3,2h 384 EIo' '
Это выражение вполне совпадает с формулой, приведенной 199 ТУ и Н. Таким образом наши выводы расшифровывают формулы для расчета балок, снабженных конструктивным строительным подъемом второго рода, приведенные в 199 ТУ и Н.
В простейшем случае, когда с 0 что соответствует клееным балкам, величина стрелы подъема будет равна:
сото 384 jjrf0 42
Клееная балка с такой стрелой подъема будет вести себя под расчетной нагрувкой q как вполне монолитный брус, причем возникающие в этой балке напряжения п и t и прогибы будут определаться по обычным формулам строительной механики для монолитных брусьев. Формулы 199 нужно понимать как условные, позволяющие сраву счесть как напряжения, возникающие от расчетной нагрузки q, так и напряжения, вовникающие от начальной нагрувки р.
Для симметричных сечений имеем формулы: расчетный момент инерции:
70 ZFHeh 43
расчетный момент сопротивления:
44
где FH площадь элемента сечения1 балки;
ен расстояние между центрами тяжести каждой пары элементов, симметричных относительно оси балки.
Условность приведенных формул можно пояснить следующим образом.
Положим, речь идет о составной на клею балке с подъемом второго рода. В станке балка подвергается действию нагрувки р, совдающей выгиб элементов стадия 1. Затем происходят схва
тывание и твердение клея, после чего балка вынимается ив станка. В момент вынимания из стан-
p q
Если по ф-ле 46 определить отношение то получим:
р _ о p q I '
Это показывает, что замена полной действующей на составную балку нагрувки р 2 расчетной нагрувкой q равносильна замене истинного момента инерции I фиктивным расчетным моментом инерции 0.
Однако одной этой условности для расчета балки оказывается недостаточно, и приходится ввести еще вторую условность, выражаемую соотношением 44.
Расчетное напряжение в крайних волокнах балки должно получаться суммированием напряжений от изгиба в стадиях 1, 2 и 3. Стадия 2 учитывается заменой I через 0, а стадия 1 исключается тем, что напряжение исчисляется по ф-ле 44 для центра тяжести крайнего элемента балки, т. е. для той точки, где стадия 1 иэгиб в станке дает напряжение, равное нулю. Ввиду того что по высоте сечения крайнего элемента суммарное напряжение не меняется, то напряжение, определенное по ф-ле 44 для одной ив точек, является расчетным напряжением и для всего сечения.
Сдвигающие напряжения учитываются по обычной формуле:
. OS
1 - 1
где момент инерции I ваменяется условным моментом инерции 0.
Простота ф-л 43 и 44 заставляет считать применение их вполне рациональным; необходимо однако отметить и подчеркнуть их условность, могущую иногда привести к неправильным выводам.
В частности не нужно забывать, что прогиб о т расчетной нагрувки q должен определяться по реальному моменту инерции I, и следовательно жесткость клееной балки с подъемом второго рода та же самая, что и без подъема.
В составных балках на податливых соединениях податливость свявей должна компенсироваться соответствующим увеличением придаваемого балке подъема для того, чтобы балка на податливых соединениях находилась в тех же условиях, как и клееная балка с подъемом второго рола.
КОНСТРУКТИВНЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ ПОДЪЕМ
169
Рассматривая сначала классический случай придания подъема равномерно распределенной нагрузкой р, можем общий вывод сформулировать так.
Составная б а л к а н а податли вых соединениях, коей придается конструктивный строительный подъем второго рода, может быть рассчитана как клееная лишь в том случае', если на станке создаются сдвиги вшвахаа. 5я., где а сдвиги, соответствующие сдвигам в станке клееной балки, а 8Х сдвиги, соответствующие тем нагрувкам на нагели Тх, к акие имеют место в каждой точке клееной балки под расчетной нагрузкой.
Разница между подъемом первого и второго рода заключается только в том, что при подъеме второго рода балке придается несколько больший выгиб, соответствующий сдвигам ах. Все остальное остается без изменений. Все выводы, сделанные при исследовании подъема первого рода см.выше, остаются справедливыми и в этом случае, так же как приведенные там фиг. 4 и 5.
Несколько иначе происходит явление, если подъем придается силой, сосредоточенной в середине пролета балки.
В этом случае приданием подъема и соответствующей расстановкой нагелей теоретически не удается получить полного совпадения во всех точках с аналогичной клееной балкой.
Величина груза Р, необходимого для придания подъема второго рода клееной балке, определяется из уравнения:
PI3 piз
48.Ei 48 Ё1
откуда:
5
384
- о
EI ’
Р 8
I о
ql.
48
Во второй стадии работы балки сила Р создает в шве балки прямоугольную эпюру сдвигающих сил. Под расчетной нагрузкой полная эпюра сдви-
Фиг. 8. Эпюра сдвигающих усилий в шве балки с подъемом второго рода, создаваемым силой, сосредоточенной в середине пролета
гающих сил будет иметь трапециевидное очертание. Поперечная сила на опоре балки будет равна:
5
£_1 2 16
Ъ1
а в середине йролета:
5
16
fy
Отношение сдвигающей силы в пролете tx к сдвигающей силе на опоре t0 может быть согласно фиг. 8 получено в общем виде из соотношения:
t.X
to
L i,. v 16 ' о
A.'JTTZ
16 Jo 2
йт
49
5 j 48 эс
tO 29 29 ' T '
50
В случае балки из двух брусьев:
h
Jo 3 ’
Если балка не клееная, а составная на нагелях, то нагрузки на нагели Тх должны соответствовать как эпюре сдвигающих сил по фиг. 8, так и сдвигам 8Х в швах, придаваемым балке на станке и меняющимся по параболическому закону фиг. 6:
А- 8,
4я I х
51
Выражение 26 принимает в нашем случае вид:
8п
4ж I х 12
s то 5 , 48 ас ,со
тх 29 29 ’ I откуда получим:
_ 5 , 48 зс тх то 29 “Г 29’ j j 4х I
х
53-
Кривая тх, соответствующая сечению из двух брусьев и построенная на фиг. 9, имеет в середине
Фиг.
9. Интенсивность размещения связей в балке с подъемом второго рода
пролета ординату тх со. Объясняется этотем, что в середине пролета сдвиги в швах равны нулю, в то время как сдвигающая сила tx имеет конечную величину.
Выше указывалось, что нет возможности создать вполне клееное сечение при изгибании балок сосредоточенным грузом, но практически в этом нет и надобности, поскольку основное требование получить под нагрузкой q прогиб, равный нулю, удовлетворяется не только при равномерном размещении нагеле интенсивностью т0 но и при более экономичном размещении их вдвое увеличенным шагом в середине пролета.
Нанесенная на фиг. 9 пунктиром в том же масштабе кривая распределения нагелей при изгибании той же балки равномерно распределенной нагрузкой р показывает, что на наиболее важном участке балки у опоры при сосредоточенном грузе требуется меньшее количество нагелей и что следовательно средний участок балки вполне может быть соединен более слабо за счет усиления соединения крайних ее участков.
В результате можно предложить такой способ расстановки связей при получении конструктивного строительного подъема второго рода сосредоточенной силой, при котором расчет нагелей и их расстановка производятся так же, как и при получении подъема равномерно распределенной нагрузкой. В этом последнем случае необходимое количество нагелей на полупролете балки
170
В. Г писчиков
,т определяется как при назначении подъема первого рода по формуле:
т 1,5 тг- ,
1 Н
54
расчетная сдвигающая сила
в шве клееной балки;
Тн допускаемое усилие в нагеле на опоре балки;
S статический момент рассматриваемой части сечения.
Практически нужно определять число нагелей по формуле:
Т qlfi S ее
“57. ■ I55
1о
ж размещать их в крайних четвертях пролета балки. В средней половине пролета ставить половину этого количества нагелей mi 0,5 тп-
Е
Ц5ЯЦ0,ЗЯ
0.5 Р
Фиг. 10. Выгибание обоих поясов двутавровой балки
Изложенным исчерпывается вопрос о способе расчета и конструирования составных балок на податливых и клеевых соединениях при устройстве конструктивного строительного подъема второго рода. Необходимо однако остановиться на том, насколько закономерно положение, когда составная балка с подъемом второго рода получается по расчету прочнее монолитной не только.при клеевых соединениях, но даже и при податливых соединениях нагельного типа.
Если балку с подъемом второго рода загрузить двойной расчетной нагрузкой, то для сечения и.двух брусьев при клеевом соединении расчетное напряжение увеличится в два с половиной раза, при нагельных соединениях почти в три раза. Одно это говорит уже о том, что при расчете на полное допускаемое напряжение коэфициент запаса балок с подъемом второго рода должен быть значительно ниже коэфициента эапаса монолитных балок. Получающуюся неувязку можно устранить двояко: 1 увеличить допускаемое напряжение на монолитные балки, если экспериментально будет подтверждено, что они имеют чрезмерно большие запасы прочности сравнительно с другими деревянными конструкциями; 2 понизить допускаемое напряжение на составные балки, коим придается подъем второго рода, настолько, чтобы допускаемая на составную балку расчетная нагрузка не превосходила расчетной нагруки на монолитную балку такого же сечения. Второй вариант нам представляется более правильным.
Сфера применения подъема второго рода.
Безусловно оптимальными для назначения подъема второго рода являются двутавровые балки с перекрестной и фанерной стенками, тавровые балки, подкрановые и шпренгельные балки, фермы Лангера и т. д.
Конструктивный подъем имеет смысл только в тех случаях, когда отдельные балочные элементы конструкции либо совсем не имеют стыков в пролете либо имеют стыки, равнопрочные и равножесткие неразрезанному сечению элементов.
Если двутавровая балка имеет стыки поясов в середине пролета: верхнего в виде лобового упора и нижнего с деревянными накладками на гвоздях или нагелях фиг. 10, соединенными с поясными досками до придания подъема, то в станке нижний пояс может быть изогнут тремя силами 0,5Р Р 0,5Р согласно фиг. 10. В середине длины нижнего пояса будет при этом создано максимальное начальное напряжение, компенсирующее дополнительное напряжение, нижнего пояса под расчетной нагрузкой. Таким.образом нижнему поясу возможно и небесполезно придать конструктивный подъем второго рода.
Иная картина наблюдается в _ верхнем поясе. Изгибание досок верхнего пояса возможно только путем действия трех сил на каждую половину пролета порознь, т. е. так, как это показано на фиг. 10. Максимальные начальные напряжения возникают при этом в четвертях пролета, где они совершенно бесполезны ввиду имеющегося здесь и без того запаса в основных напряжениях, в середине же пролета начальные напряжения равны нулю, вследствие чего добавочные напряжения, возникающие в торцевом стыке под расчетной нагрузкой, остаются некомпенсированными. Таким образом для верхнего пояса конструктивный подъем не имеет никакого смысла и не может быть рекомендован. Поэтому для верхнего пояса следует ограничиться устройством обыкновенного строительного подъема двускатного профиля, снабдив конструктивным подъемом второго рода только элементы нижнего пояса балки.
В коробчатых настилах назначение подъема второго рода оправдывается главным образом эстетическими соображениями желанием избежать неприятного для глава прогиба покрытия под нагрузкой. Необходимо однако отметить, что это достигается путем известного перерасхода в гвоздях, а иногда и в древесине.
Последнее объясняется тем, что вертикальные ребровые доски при устройстве конструктивного подъема Фиг и Се_ второго рода полностью как бы вы- чение пряключаются иэ работы под расчетной моугольной
ГЛРТЯВТТПЙ
нагрузкой. При значительной мощ- гвоздевой ности ,ребровьо досок момент сопро- балки
тивления монолитного сечения поручается больше.момента сопротивления сечения по ф-ле 44.
В гвоздевых составных прогонах по фиг. 11 вопрос о назначении конструктивного подъема того или иного рода получает вполне определенное решение.
В тех случаях, когда необходимое сечение прогона несколько превосходит размеры, допустимые по сортаменту, целесообразно увеличить предельную допустимую высоту h монолитных прогонов путем нашивки на них сверху и снизу гвоздями не слишком толстых досок. Таким прогонам следует придавать конструктивный подъем первого рода, рассчитывая их как монолитные. Переход к конструктивному подъему второго рода требует для таких сечений значительно большего расхода гвоздей. На фиг. 12 даны одинаковые поперечные сечения двух прогонов пролетом, I 5 м, несущих одинаковую расчетную нагрузку q 1150 кгм при одинаковых расчетных напряжениях. Прогон I, коему придан конструктивный подъем первого рода, требует
КОНСТРУКТИВНЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ ПОДЪЕМ
171
4,96 кг гвоэдей; прогон II, коему придан конструктивный подъем второго рода, требует 16,60 кг гвоздей, т. е. в три с половиной раза больше.
Допуская применение монолитных прогонов, мы с полным правом можем допустить применение в тех же случаях эквивалентных монолитным составных прогонов, имеющих конструктивный строительный подъем первого рода.
ътж
Фиг. 13. Сечения гвоздевых балок
Разметку рекомендуется делать с помощью дощатых шаблонов. Для балок типа фиг. 13,а удобный шаблон может быть сделан следующим образом фиг. 14.
На доске толщиной 4,5 см делается тщательная разметка гвоздевого вабоя в нашивках. По этой разметке забиваются точно перпендикулярно к доске гвозди толщиной 3 мм и длиной 50 мм. Уложив шаблон с торчащими из него на 5 мм концами гвоздей на нашивку, можно получить разметку гвоздей путем легкого' постукивания по шаблону, дающего на нашивке следы от острых концов гвоэдей.
1 О придании конструктивного строительного подъема балкам на пластинчатых нагелях см. стр. 202 203.
F51T-M
1-1
п
4.
дн 1-1 1 1
Г
Фиг. 14. Шаблон для разметки гвоздей
Фиг. 12. Балки с тонкими и толстыми поясными досками
Приведенный пример показывает, что в тех случаях, когда нашивные доски получаются не слишком толстыми, следует применять гвоздевые прогоны с подъемом первого рода. В тех же случаях, когда толщина нашивных досок получается значительной, следует переходить на прогоны на пластинчатых нагелях, назначая конструктивный подъем первого или же второго рода главным образом из эстетических соображений, ибо технико-экономические показатели не дают ни одному из них решающих преимуществ.
4. Придание балкам конструктивного строительного подъема
1 Гвоздевые балки ограниченной высоты прямоугольного двутаврового и коробчатого сечения1
Балки этого типа, имеющие поперечное сечение по фиг. 13, могут быть различной мощности. Наиболее мощные балки прямоугольного сечения могут иметь высоту д 50 см.
Изготовление балок типа фиг. 13 должно начинаться с заготовки материала, после чего делаются разметка гвовдевого забоя в нашивках и разметка положения диафрагм в балках коробчатого и двутаврового сечения фиг. 13, б и в.
Иначе та же разметка может производиться путем прочерчивания на нашивке продольных рисок с помощью поперечного бруска с забитыми в нем гвоздями фиг. 14. Поперечные риски на нашивке наносятся при этом обычно с помощью угольника.
Простейшая установка для изготовления гвоздевых балок может быть выполнена по фиг. 15.
Основой установки являются две сваи А, врытые в землю на взаимном расстоянии, равном пролету балки, и свая К, врытая на равном расстоянии от свай А. Для увеличения надежности и жесткости свай полезно соединять их с поперечными коротышами В, зарытыми близ поверхности эемли, неглубоко.
Изгибание элементов балки, предварительно соединенных в середине пролета несколькими гвоздями, производится с помощью клина, забиваемого в зазор между балкой и сваей К.
Величина стрелки выгиба контролируется специальной сваей S, врытой в эемлю и стесанной таким образом, чтобы зазор между сваей и уложенной балкой равнялся необходимой стрелке выгиба.
Контроль выгиба можно осуществить также иначе путем натягивания нити СС между двумя гвоздями С, забитыми в доску стенки фиг. 15.
Фжг 15. Элементарный станок для придания балкам
подъема
Перед ивгибанием балки в середине ее пролета от натянутой нити откладывается величина стрелкии проводится.карандашом риска. Балка изгибается до тех пор, пока риска не совпадет о направлением нити.
При наличии на площадке дощатого пола или специального бойка вместо свай могут быть применены упоры из брусьев, пришитые к бойку гвоздями фиг. 15, слева.
Неудобство способа, описанного выше, заключается в необходимости вабивать гвозди в горизонтальном положении.
При достаточно большом количестве балок целесообразно устроить для их изготовления специальный станок.
Такой станок, предназначенный для изготовления мощных прогонов пролетом до 6 л, изображен на фиг. 16. Станок состоит из двух бревен, прочно врытых в землю, и рамы, образованной четырьмя брусьями сечением 10 X 20 см, соединенными на болтах.
172
В. Г. ПИСЧИКОВ
С помощью пары обрезков двухдюймовых труб рама может вращаться относительно горизонтальной оси.
Четыре долевых бруса образуют салазки, по которым могут скользить рамки М, служащие опорами для балки. Рамка К закрепляется по середине станка.
Балка эаводится в станок в положении, изображенном на фиг. 16. Сначала ставят на место один конец ее, затем, сдвигая балку сначала в одну, потом в другую сторону вдоль станка, за-
2 Двутавровые балки с перекрестной стенкой
Ввиду массивности обычно применяемых двутавровых балок с перекрестной стенкой устройство специального поворотного станка для изгибания поясов потребовало бы значительной затраты материалов. Поэтому можно ограничиться простейшим устройством по типу фиг. 15.
Наиболее просто изготовляются балки с перекрестной стенкой без стыков. Для таких балок рекомендуется следующий порядок работ.
Разрез по А-А
Разрез по Бб
болты
Разрез по В-В
.болты 018
1520
Фиг. 16. Поворотный станок для придания подъема гвоздевым балкам
водят другой конец. Балка может быть также установлена на место при широко расставленных рамках М путем укладки ее на рамку К с последующей надвижкой рамок М на конец балки.
После укладки балки на место станок поворачивается на 180 и производится изгибание балки с помощью простейшего винтового нажима.
Перед укладкой балки в станок полезно к одной из нашивок прикрепить двумя гвоздями натянутую нить и в середине пролета балки отложить от нити величину стрелки выгиба см. выше, фиг. 15.
Сначала забиваются гвозди в одну иэ нашивок, после этого балка поворачивается на 180 и забиваются гвозди второй нашивки.
Поворачиванию балки при забивке гвоздей препятствуют штыри D, закладываемые в дыры, рассверленные с зазором согласно фиг. 16.
При изготовлении балок на станках по типу фиг. 15 и 16 некоторое количество гвоздей на концах и в середине балки не может быть эабито. Эти гвозди забиваются после того, как балка снята со станка.
По подкладкам А ив брусков фиг. 17 укладываются в порядке слоев прокладки ребер жесткости, поясные доски, доски стенки и другие элементы балки, скрепляемые между собой небольшим количеством монтажных гвоздей.
Сборка производится в установке, исполненной по фиг. 15.
Затем посредством клина производится изгибание поясных досок, контролируемое обычным сцособом с помощью натяжной нити.
После изгибания поясных досок на нужную величину проверяется положение досок стенки и остальных элементов балки и производится забивка поясных гвоздей обоих поясов, а также гвоздей, забиваемых в прокладки ребер жесткости.
После забивки всех гвоздей с одной стороны балка освобождается из станка, переворачивается и забиваются все гвозди с другой стороны балки.
Фиг. 17. Укладка элементов двутавровой балки
КОНСТРУКТИВНЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ ПОДЪЕМ
Установка на гвоздях и болтах накладок ребер жесткости завершает сборку.
При таком способе сборки половина от всего количества поясных гвоздей не получает начальных напряжений от изгиба поясов, что однако не имеет существенного влияния на работу балки.
Балки с перекрестной стенкой со бтыком поясов обычно имеют стык нижнего пояса с деревянными накладками, а иногда и прокладками и стык верхнего пояса в виде торцевого упора, перекрытого короткими нерабочими накладками.
Оба стыка обычно делаются в середине пролета балки.
Для балок такого типа можно рекомендовать следующий порядок сборки.
1. В установке, имеющей три упора по типу фиг. 15, укладываются все доски нижнего пояса, доски перекрестной стенки и верхние прокладки опорных стоек в положении, изображенном на фиг. 18; нижний пояс имеет при этом строго прямолинейное направление.
Забиваются все гвозди нижнего пояса, в том числе и стыковые.
2. Нижний пояс вместе с перекрестной стенкой и монтажно укрепленными прокладками опорных стоек переворачивается на другую сторону и забиваются все остальные гвозди нижнего пояса. Укрепляются оставшиеся прокладки опорных стоек и укладываются взаимно приторцованные доски верхнего пояса с двускатным строительным подъемом со стрелкой в середине пролета, фиг. 19.
Фиг. 19. Вторая стадия сборки
Правильность положения досок верхнего пояса легко может быть соблюдена с помощью упора S, установленного в середине пролета фиг. 19.
Фиг. 20. Третья стадия сборки
3. В таком положении производится с помощью клина изгибание нижнего пояса. Верхний пояс, опирающийся при этом на упоры А и S, остается неподвижным Фиг. 20.
Контроль стрелки выгиба нижнего пояса производится, как обычно, натяжной нитью, укрепленной на нижнем поясе, или промером высоты балки от упора S.
После изгибания нижнего пояса забиваются гвозди верхнего пояса и монтажными гвоздями устанавливаются на место прокладки ребер жесткости с одной стороны.
4. Балка освобождается из станка, снова переворачивается, забиваются остальные гвозди верхнего пояса и устанавливаются с обратной стороны остающиеся прокладки ребер жесткости.
5. Забиваются гвозди в прокладках ребер жесткости, устанавливаются на гвоздях и болтах накладки ребер жесткости и обрезаются выступающие из балки концы досок стенки.
3 Двутавровые балки с фанерной стенкой
Двутавровые балки с одиночной фанерной стенкой, имеющие конструктивный строительный подъем, собираются так же, как аналогичные балки с перекрестной стенкой.
Двутавровые балки с двойной фанерной стенкой без стыков собираются следующим образом.
1. В станок укладываются средние доски поясов, соответствующие этим доскам ребра жесткости на опорах и в середине пролета, фанерная стенка, крайние доски поясов со своими ребрами жесткости на опорах и в середине пролета.
Производятся изгибание досок обоих поясов и их прошивка гвоздями.
2. Балка вынимается из станка, переворачивается, снова кладется в станок, укладываются все остальные внутренние элементы ребер жесткости, вторая фанерная стенка, оставшиеся крайние доски поясов и соответствующие этим доскам ребра жесткости на опорах и в середине пролета.
3. Поясные доски изгибаются в станке и пришиваются к остальным элементам балки. Ставятся оставшиеся ребра жесткости и болты.
Двутавровые балки с двойной фанерной стенкой, имеющие стыки поясов, собираются так:
1. Укладываются в станок по схеме фиг. 18 средние внутренние доски нижнего пояса, затем фанерная стенка и наружные доски нижнего пояса вместе со стыковыми накладками. Проши5аются гвозди нижнего пояса с одной стороны.
2. Балка переворачивается на другую сторону фиг. 19, укладываются все внутренние ребра жесткости, присоединяемые к нижнему поясу и стенке монтажными гвоздями, укладывается вторая фанерная стенка и оставшиеся наружные доски нижнего пояса со стыковыми накладками. Забиваются гвозди нижнего пояса. Одновременно укладываются на место согласно фиг. 19 все доски верхнего пояса балки с двускатным строительным подъемом.
3. С помощью клина изгибается нижний пояс и забиваются гвозди верхнего пояса и ребер жесткости с одной стороны.
4. Балка вынимается из станка, снова переворачивается и забиваются гвозди верхнего пояса и ребер жесткости с другой стороны. Обрезаются краа фанеры, и ставятся болты;
174
Д. И. ДАВЫДОВ
Щнж. Д. И. ДАВЫДОВ
IV. КОРОБЧАТЫЕ БАЛКИ
1. Общие сведения
Невозможность включить настилы и подшивки в работу перекрытий и покрытий обычного типа по балкам и доскам на ребро давно требовала изобретения такого покрытия, все элементы которого участвовали бы в работе. Однако большинство предложенных конструкций, аналогичных по работе описанйым ниже коробчатым балкам, не позволяло: 1 применить сборный метод производства работ, 2 придать покрытию конструктивный строительный подъем. Последнее неизбежно приводило к недопустимому провисанию перекрытий. Коробчатые балки лишены указанных недостатков. Изготовленные на стороне и варанее утепленные сухим термоизолятором, они Учение коробчатой представляют собой элементы балки сборного перекрытия, которые
остается только -уложить на место, вплотную один к другому. Этим элементам без затруднений- придается конструктивный строительный подъем, исключающий опасность провисания перекрытия.
Коробчатая балка состоит иэ двух вертикальных и двух горизонтальных досок, соединенных гвоздями в жесткую коробку фиг. 1.
Сплошной коробчатый настил может быть рекомендован главным образом для теплых покрытий и для междуэтажных перекрытий с пролетом от 3,5 до 1 м.
В междуэтажных перекрытиях применение коробчатого настила целесообразно лишь при условии полной водонепроницаемости пола или ковра между половым и коробчатым настилами.
Ввиду относительно малой высоты и неполного использования, допускаемых напряжений коробчатые балки имеют сравнительно высокие коэфициенты собственного веса. Они тем экономичнее, чем больше пролет и тяжелее нагрузка.
Таблица 1 Сравнительные данные расхода древесины
Расчетная
нагрузка
в кгм2
1 Расчетный пролет
В JK
Расход материала
коробчатый
настил
перекрытие из досок на ребро
равнина в
400
4,00
0,080
0,072
11
400
5,00
0,096
0,100
400
6,00
0,106
0,126
12
500
4,00
0,90
0,077
12
500
5,00
0,108
0,112
5
00
,00
0,120
0,135
13
Для определения экономической эффективности коробчатого настила были произведены сравнительные подсчеты расхода древесины коробчатого настила и междуэтажного перекрытия из досок на ребро с рабочим настилом и подшивкой.
Как видно иэ этой таблицы, по расходу древесины коробчатый настил при больших пролетах более экономичен.
Чтобы обеспечить совместную работу отдельных балок настила, необходимо соединять смежные балки косо вабитыми гвоздями. Та же цель может быть достигнута укладкой поверх балок сплошного дощатого настила перпендикулярно к направлению балок.
2. Расчет коробчатых балок
Даны: полная расчетная нагрузка на перекрытие q кгм; погонная нагрузка на балку кгм; расчетный пролет балки I метров.
Изгибающий балку момент
-£ 1
М
Нормальная сила в горизонтальных досках:
N аЪ п, 2
где л допускаемое напряжение на сжатие; а с Ыгв толщина горизонтальных и ребровых досок при одном ряде гвоздей в каждой кромке ребровой доски; dee диаметр принятого гвоздя;
Ъ ширина коробчатой балки.
Допускаемая погонная нагрузка qt на одну балку по напряжению в древесине при наличии конструктивного строительного подъема второго рода определится и 8 равенства моментов Ne и М по формуле:
8М 8Ne 8ab п е 6ЫгвЪ те в ov
5l iz 2 12 12 При расчете гвоэдей пролет балки разбивается на три равные зоны фиг. 2.
I
V- -
в
О,
Фиг. 2. Эпюра размещения гвоздей
Расчет на сдвигающую силу в крайних третях пролета производится по средней величине поперечной силы на этих участках:
п - 2 п А Ы-Ъ
Vl 1 V з 2“ 3
4
В средней трети пролета по максимальной поперечной силе:
п 0 qi1.
V2 б ‘
Расчет на сдвигающую силу производится для балки шириной , т. е. на один ряд гвовдей.
КОРОБЧАТЫЕ БАЛКИ
Сдвигающая сила в крайней трети пролета:
т Qi gl l b gbI с
li Т ' 3 2 Зе 3 2 18е '
Допускаемое усиЛие на один срез гвоздя с
учетом коэфициента
к 0,9 0,8 0,72
к основным допускаемым напряжениям на смятие дерева:
304d Yk 304d Го,72 258d. 6
Количество гвоздей в одном ряду при расстоянии между ними st id:
I _ i
3si 3id
Сдвигающая сила, воспринимаемая этими гвоздями:
I. 258 гбШ
3 i
Приравнивая Тг Т, получим;
Ы2 _ 258 И
откуда:
18е
3tglb
е 18 258d
3i
0,000647 fb.
8
Зная нагрузку q, пролет балки I и задавшись шириной балки Ъ, шагом и диаметром d гвоздей а следовательно и толщиной горизонтальных и вертикальных досок а с 8d, определяем по ф-ле 8 плечо е внутренних сил, а затем высоту h е а вертикальных досок.
Определив размеры балки по фле 8, проверяем расчетное напряжение в горизонтальных досках по ф-ле 3 и находим относительный прогиб настила под расчетной нагрузкой по формуле:
5дз.
I 384 Eylo ’ ' 1
где Е модуль упругости для полусухого дерева Е 100 000 кгсм2;
10 6 i22a 2а fg момент инерции
еечения балки;
у коэфициент уменьшения жесткости балки вследствие податливости гвоздевых сопряжений, можно, принимать ip 0,5. Относительный
прогиб -у рекомендуется принимать; для между-
1 1
этажных перекрытий не более зоо “ 400 ’ для верхних покрытий на скатах с уклоном более 5е не более ив ендовах не более щ.
3. Таблицы элементов коробчатых балок
1 Принципы составления таблиц
При составлении таблиц приняты следующие основные положения:
1. Расчет произведен для балок иэ полусухой сосны марки II для Ш класса сооружений.
2. Поправочный коэфициент для допускаемых;, напряжений на древесину принят равным А0,9Х Х08 0,72.
3. Толщина вертикальных досок с Sd принята минимальной для данного диаметра гвоздя из условия соблюдения расстояния 4d гвоэдей от краев доски.
4. Толщина горизонтальных досок принята максимальной из условия полного использованиям гвоздя на ивгиб:
а ан 6,3d : Уk 6,3d: V0J2 М.
5. Допускаемое усилие на один срез гвоздя:
Тгв 304й: УТ 258d.
6. Расстояние между гвоздями принято в крайних третях пролета s1'-2,0d, в средней трети; пролета 2st 40d.
7. Допускаемый упругий прогиб от полной расчетной нагрузки:
1
Jynp 384EI 200 ’
где I 2 Ъ -у2 1Г момент инерции го
ризонтальных досок относительно нейтральной оси без учета их моментов инерции относительнособственных осей момент инерции вертикальных досок вовсе не учитывалсях;
Е 100 000 кгсмг.
8. Прогиб от сдвигов определен по формуле:; fede -55-
Для определения сдвига величина д принята равной 1,5 мм 1 мм ввиду некоторого перенапряжения крайних гвоздей.
Так как 6 1,5 мм, а швов сдвига два, то-
t al _ 2 1,5 I _ I
Теде Зе
Зе
9. Стрела конструктивного подъема в середине пролета:
строительного
femp fede QQA 13 I femp
384 El
10. При одной и той же нагрузке ширина Ь горизонтальных досок ширина балки принят равной 18, 20, 22 и 24 см.
11. Для каждой блки при одной и той же нагрузке было принято три возможных диаметра, гвоздей.
12. Ввиду неопределенности и малых размеров площади опирания балки расчетный пролет t в запас прочности принимался равным полной длине балки 1г.
Таблицы позволяют подобрать сечение балки по заданным пролету, нагрузке и диаметру гвоздей или при заданном сечении досок, определить необходимые размеры балки и количество гвоздей. При свободном выборе сортамента лесного материала следует применять балки с наименьшими ксв. При подборе балок следует также обра-
1 Фактически исчисленный так прогиб fynp включаетв себя кроме прогиба от нагрузки еще и величину распрямления балки после ее изготовления. Ред.
1 По этой формуле была подсчитана стрелка fempv в таблицах, приведенных на стр. 177 и след.
176
Д. И. ДАВЫДОВ
дцать внимание на графу qM кгм2 и подбирать балки, для которых количество гвоздей наименьшее
2 Пример пользования таблицами
Дано: расчетный пролет балки I 6,00 м; расчетная нагрузка р дсв Р д 600 кгм2; допустимый прогиб:
Г
I 250
Требуется определить сечение балки.
Г L Задаемся размерами гвоздей:
Ь5р- d 4,5 мм, 1гв 90 мм и
20 шириной досок b 20 см.
В табл. 14 для этих данных находим балку 294 фиг. 3 с размерами: толщина горизонтальных досок. а 3,5 см
вертикальных. с 3,5
высота h 18 .расстояние между гвоздями:
в крайних третях пролета 9,5 см; в средней трети s2 19 см.
Количество гвоздей на всю балку т 210 шт. Коэфициент собственного веса ксв 21,1,
вес всей балки Gce 91 кг.
Приведенный вес гвоздей дгв 1,96 кгм2. Стрела конструктивного строительного подъема:
fcmp 03 СМ.
Проверяем относительный прогиб балки по ф-ле 9:
Нормальная сила:
-20 1
Фиг. 3. Сечение -балки пролетом 6 м
.
L I 384
20 258 12 5 0,2
13 19 720 см;
100 000 0,5
6 6003 1 1
19 720 29, 250 3 Поверочный расчет балки
Дано: расчетный пролет I 6,00 м; расчетная шагрузка д0 600 кгм2; ширина балки Ъ 20 см; сечение горизонтальных досок а х Ъ 3,5 20 см2; сечение вертикальных досок с X h 3,5 18 см2; гвозди: d 4,5 мм;
1гв 90 мм. Поправочный коэфициент для дре
весины:
к 0,8 0,9 0,72,
Yk V 02 0,85.
Усилие, воспринимаемое одним гвоздем:
1. Т„ Тгк 62 0,85 52,6 ,кг;
2. Ти 0,6 а d гесл к
0,6 3,5 0,45 80 0,72 54 кг.
Погонная нагрузка:
600 0,20 120 кгм 1,20 касм.
Изх’ибающий момент:
М
54 000 кгсм.
1 Ввиду недостаточной жесткости балок, помещенных в таблицах, особенно при малых нагрузках и больших пролетах, рекомендуется в каждом отдельном случае проверять жесткость балок по ф-ле 9.
В случае неудовлетворительной жесткости балок, имеющихся в таблицах, следует от пользования таблицами отказаться и подобрать сечение по вышеприведенным ф-лам 8, 3, и 9, уменьшая до необходимой величины диамётр гвоздей и толщину досок и, если нужно, увеличивая шаг гвоздей sx id Ред.
Напряжение:
и м 54 000
NT W 2511a’
2 511
п У' 2b 3,5 35’8 кЧсм Поперечная сила:
0 _ кцм _ 360 и.
i - Q 360 240 кг;
Т Qj _г_ 240
1 е ’ 3 21 5
2 232 кг.
Количество гвоздей в первой трети пролета:
тпл 27 2-2232
Тгв 52,6
2 42 84.
Количество гвоздей в средней трети пролета:
тп mi 84 _ 9
m2 2 2ь
Общее количество гвоздей:
пг 2пгг т2 2 84 42 210,
Вес гвоздей:
дгв 11,2 0,21 2,35 кг.
Вес древесины 88 кг.
Вес всей балки:
Gce 88 2,35 ж 91 кг.
Коэфициент собственного веса балки:
1 ооо
Ь __ 6,00 120 ' 6,00
- 21 1
Приведенный расход гвоздей в кгм2:
9 бТ2- 196 кгма;
fynv 59x14 bq I 2
УПР 384El 384EFe
5 1,20 6004 - 2 4 4К
384 100 000 20 3,5 21,52 ’ CM’
fcmp fynp cde 384El n
1,15 In 1,15 2,88 4,03 CM-
Условные обозначения, принятые в таблицах
1 расчетный пролет балки;
полная длина балки;
a толщина горизонтальных досок;
Ъ ширина горизонтальных досок; с a толщина вертикальных досок; h высота вертикальных досок;
Aj h 2а полная высота балки; d диаметр гвовдя; he длина гвовдя;
Sj расстояние между гвовдями в крайних третях пролета;
s2 2sj расстояние между гвовдями на средней трети пролета;
пг количество гвовдей на всю балку;
G вес одной балки;
2 Продолжение текста на стр. 186.
КОРОБЧАТЫЕ БАЛКИ
177
Данные для проектирования коробчатого настила Таблица 2
I 3,50 м
JV
. пп
Q
в кгм2
kce
а с в см
Ь
в см
Лх
в см
dze в мм
he в мм
si в см
т
fcmp в см
Р д в кгм
Ясв в кгм2
Яге в кгм
Gee в кг
1
700
24
3
18
20
3,5
70
7,5
150
2,38
640
60
1,25
38
2
700
24
3
20
22
3,5
70
7,5
150
2,09
638
62
1,14
43
3
700
25
3
22
24
3,5
70
7,5
150
1,88
638
62
1,04
48
4
700
25,5
3
24
26
3,5
70
7,5
150
1,71
631
69
0,95
58
5
600
28
3
18
18
3,5
70
7,5
150
2,68
541
59
1,25
37
6
600
27,2
3
20
20
3 5
70
8
145
2,33
543
57
1,10
40
7
600
27,8
3
22
22
3,5
70
8
145
2,06
542
58
1,00
45
8
600
31,2
3
24
24
3,5
70
8
145
1,85
534
66
0,92
55
9
500
27,2
2,5
18
17
3
60
6,5
178
2,78
452
48
0,93
30
10
500
27,8
2,5
20
19
3
60
6,5
178
2,41
451
49
0,84
34
11
500
27,4
2,5
22
21
3
60
7
165
2,12
452
48
0,71
37
12
500
27,9
2,5
24
23
3
60
7
165
1,90
451
49
0,65
41
13
400
29,5
2,5
18
13
3
60
6
190
3,90
359
41
0,99
26
14
400
30,6
2,5
20
15
3
60
6
190
3,20
357
43
0,90
30
15
400
31,5
2,5
22
17
3
60
6,5
178
2,71
356
44
0,76
34
16
400
31,5
2.5
24
19
3
60
7
165
2,35
356
44
0,65
37
17
300
39,3
1
2,5
18
13
2,6
60
6
190
3,76
259
41
075
26
18
300
38
2,5
20
13
2,6
60
5
235
3,76
260
40
0,84
28
19
300
38,3
2,5
22
15
2,6
60
5,5
210
3,10
260
40
0,68
31
20
800
37,4
2,5
24
15
2,6
60
5
235
3,10
261
39
0,70
33
21
200
56,7
2,5
18
13
2,6
60
11
105
3,61
160
40
0,42
25
22
200
55,1
2,5
20
13
2,6
60
9
128
3,61
161
39
0,46
27
23
200
53,8
2,5
22
13
2,6
60
8
145
3,61
162
38
0,47
29
24
200
52,7
2,5
24
13
2,6
60
7
165
3,61
163
37
0,49
31
.
Таблица 3
Q
а
Ъ
hi
die
he
si
fcmp
Р Я
Ясв
Яге
се
пп
в кгм
kce
в см
в см
в см
в мм
в мм
в см
т
в см
в кгм
в кгм
в кгм
в кг
25
700
23,2
3
18
18
4
80
8,5
135
2,74
643
57
1,70
36
26
700
23,9
3
20
20
4
80
8,5
135
2,38
641
59
1,52
41
27
700
23,8
3
22
22
4
80
9
128
2,09
641
59
1,31
45
28
700
27,2
3
24
24
4
80
9
128
1,88
633
67
1,20
56
29
600
25,7
3
18
16
4
80
9
128
3,15
546
54
1,60
34
30
600
25,8
3
20
18
4
80
9
128
2,68
546
54
1,45
38
31
600
26,6
3
22
20
4
80
9,5
120
2,33
544
56
1,23
43
32
600
30
3
24
22
4
80
10
115
2,06
537
63
1,08
53
33
500
30
3
18
16
3,5
70
8
145
3,08
448
52
1,22
33
34
500
31
3
20
18
3,5
70
8,5
135
2,62
446
54
1,02
38
35
500
31,9
3
22
20
3,5
70
9
128
2,29
444
56
0,89
43
36
500
36,1
3
24
22
3,5
70
9
128
2,02
437
63
0,81
53
37
400
35,2
3
18
14
3,5
70
9
128
3,61
351
49
1,07
31
38
400
33,7
3
20
14
3,5
70
8
145
3,61
353
47
1,10
33
39
400
33,4
3
22
14
3,5
70
7
165
3,61
353
47
1,13
36
40
400
39,1
3
24
16
3,5
70
7,5
140
3
345
55
0,98
43
41
300
39,3
2,5
18
13
3
60
8,5
135
3,76
259
41
0,72
26
42
300
38,1
2,5
20
13
3
60
7,5
140
3,6
260
40
0,67
28
43
300
37,1
2,5
22
13
3
60
6,5
178
3,76
261
39
0,77
30
44
ЗСО
38,5
2,5
24
15
3
60
7
165
3,10
259
41
0,66
34
45
200
56,7
2,5
18
13
3
60
16,5
70
3,61
160
40
0,37
25
46
200
55,1
2,5
20
13
3
60 :
13,5
85
3,61
164
36
0,40
27
47
200
53,8
2,5
. 22
13
3
60
11,5
100
3,61
162
38
0,42
29
48
200
52,7
1
2,5
24
13
3
60
10
115
3,61
163
37
0,46
31
178
Д. И. ДАВЫДОВ
Таблица 4
I 3,50 л
Q
а
ъ
hi
16
he
si
fcmp
Р 9
Осе
Яге
GCe
пп
в кгм
kce
в см
в см
в см
В мм
В мм
в см
т
в см
в кгм2
в кгм2
в к гм
в кг
49
700
25,5
3,5
18
17
4,5
90
10
115
3,02
638
62
2,00
39
50
700
26,2
3,5
20
19
4,5
90
10,5
110
2,55
S36
64
1,76
45
51
700
26,5
3,5
22
21
4,5
90
11,5
100
2,27
635
65
1,45
50
52
700
26,7
3,5
24
23
4,5
90
12
105
2,00
634
66
■ 1,40
55
53
600
28
3,5
18
15
4,5
90
9
128
3,55
541
59
2,28
37
54
600
28,6
3,5
21
17
4,5
90
10,5
110
2,96
540
60
1,76
42 -
Г5
600
29
3,5
22
19
4,5
90
11
105
2,56
539
61
1,52
47
56
600
30
3,5
24
21
4,5
90
11,5
100
2,22
537
63
1,33
53
57
500
28,2
3
18
14
4
80
9
123
3,72
541
49
1,57
31
58
500
29,4
3
20
16
4
80
9,5
120
3,08
449
51
1,35
36
59
500
29,7
3
22
18
4
80
10
115
2,62
448
52
1,18
40
60
500
34,7
3
24
20
.4
80
10,5
110
2,29
439
61
0,94
61
61
400
35,2
3
18
14
4
80
12,5
90
3,61
351
49
1,24
31
62
400
33,7
3
20
14
4
80
10,5
110
3,61
353
47
1,22
33
63
400
33,4
3
22
14
4
80
9
128
3,61
353
47
1,29
36
64
400
37,4
3
24
14
4
80
8
145
3,61
848
52
1,35
44
65
300
46,8
3
18
14
3,5
70
14
80
3,50
251
49
0,67
31
66
300
45
3
20
14
3,5
70
11,5
100
3,50
253
47
0,Г6
33
67
300
43,2
3
22
14
3,5
70
10
115
3,50
255
45
0,79
35
68
300
54,4
3
24
14
3,5
70
8,5
135
3,50
243
57
0,85
48
69
200
68,0
3
18
14
3,5
70
33
30
3,40
152
48
0,29
30
70
200
67,4
3
20
14
3,5
70
25
33
3,40
153
47
0,34
33
71
200
65,0
3
22
14
3,5
70
20
35
3,40
155
45
0,40
35
72
200
73
3
24
14
3,5
70
17,5
43
3,40
149
51
0,41
43
КОРОБЧАТЫЕ ВАЛКИ
179
Таблица £
I 4,00 м
пп
Q
в кгм2
ксв
а
в см
Ъ
в см
hi В СМ
йгв
в мм
he в ММ
81 в см
т
femp в см
V0
В К8Л12
Осе 1 в кгм
Яге в кгм
се
в кг
97
700
21,3
3
18
20
1
80
8,5
155
1
2,89
640
60
1,70
43
98
700
21,9
3
20
21
4
8
8,5
155
2,54
639
61
1,53
49
99
700
21,9
3
22
24
4
80
8,5
155
2,29
639
61
1,39
54
100
700
22,3
3
24
26
4
80
8,5
155
2,03
637
63
1,27
60
101
600
23,7
3
18
18
4
80
8,5
155
3,26
543
57
1,70
41
102
600
24
3
20
20
4
80
9
145
2,91
542
58
1,43
46
1СЗ
600
23,2
3
22
20
4
80
8
165
2,81
544
56
1,48
49
104
600
23,4
3
24
22
4
80
8
165
2,48
544
56
1,35
54
105
500
26,4
8
18
16
3,5
70
7
190
3,73
447
БЗ
1,39
38
106
500
27,5
3
20
18
3,5
70
7
190
3,16
445
55
1,25
44
107
50
27,8
3
22
20
3,5
70
7,5
175
2,74
446
56
1,05
49
108
500
28,1
3
24
22
3,5
70
7,5
175
2,42
446
66
0,96
54
109
400
31,3
3
18
14
3,5
70
7,5
175
4,37
350
50
1,28
36
110
400
32
3
20
16
3,5
70
8
165
3,60
350
50
1,09
41
111
400
32,7
3
22
18
3.5
70
9,5
130
3,07
348
52
0,78
46
112
400
33,9
8
24
20
3,5
70
8,5
155
2,66
346
54
0,85
52
113
300
33,5
2,5
18
13
8
60
7
190
4,54
260
40
0,88
29
114
300
33,3
2,5
20
13
3
60
6
220
4,54
256
44
0,92
32
115
300
34,1
3,5
22
15
3
60
7
190
3,71
259
41
0,72
36
не
300
34,7
2,5
24
17
3
60
10
131
3,14
258
42
0,45
40
117
200
52
2,5
18
13
8
60
13,5
98
4,29
158
42
0,45
30
118
200
48,5
2,5
20
13
8
60
11
120
4,29
161
39
0,50
31
119
200
48,3
2,5
22
13
3
60
9,5
130
4,29
161
39
0,49
34
120
200
46,9
2,5
24
13
3
60
8,5
135
4,29
162
38
0,54
36
Таблица 7
Q
ксв
а
ъ
hi
dte
he
si
femp
Р 9
9св
9гв
Gee
пп
в кгм2
в см
В см
В см
в мм
в мм
в см
т
в см
в кгм2
в кгм
в кгм2
в кг
121
700
23,8
3,5
18
19
4,5
90
10
133
3,13
633
67
2,06
48
122
700
24,1
3,5
20
21
4,5
90
10
133
3,01
632
68
1,86
54
123
700
23,1
3,5
22
21
4,5
90
9
145
2,75
635
65
1,85
57
124
. 700
23,8
3,5
24
IJ3
4,5
90
9
145
2,40
633
67
1,69
64
125
600
26
3,5
18
17
4,5
90
10
133
3,59
5Я8
62
2,06
45
126
600
26,6
3,5
20
19
4,5
so
11
120
3,05
536
64
1,68
51
127
600
25,6
3,5
22
19
4,5
90
9
145
3,05
539
61
1,85
54
128
600
26
3,5
24
21
4,5
90
10
133
2,65
537
63
1,55
60
129
500
25
3
18
14
4
80
8
165
4,56
450
50
1,78
36
13Э
500
25,6
3
20
16
4
80
8
165
3,73
450
50
1,63
41
131
500
26,1
3
22
18
4
80
8,5
155
3,16
448
52
3,40
46
182
500
26,6
3
24
20
4
80
9
145
2,73
447
53
1.1
51
133
400
30,4
3
18
14
4
80
10,5
725
4,37
351
49
1,35
35
134
40.
29,7
3
20
14
4
80
9
145
4,37
352
48
1,41
38
135
400
30,5
3
22
16
4
80
9,5
130
3,60
351
49
1,17
43
136
400
30
3
24
16
4
80
8,5
155
3,60
352
48
1Л
46
137
300
40.5
3
13
14
3,5
70
31,5
115
4,19
251
49
0,85
35
133
300
39,6
3
20
14
3,5
70
11
120
4,19
252
43
0,79
38
139
300
38,8
3
22
14
3,5
70
8,5
155
4,19
257
43
0,93
41
140
300
37,3
3
24
14
3,5
70
7,5
175
4,19
255
45
0,96
43
141
200
60,7
8
18
14
3,5
70
25
50
4,01
151
49
0,37
35
142
200
57,9
3
20
14
3,5
70
20
65
4,01
154
46.
0,43
37
143
200
56,9
3
22
14
3,5
70
16,5
80
4,01
155
45
0У48
40
144
200
54,7
3
24
14
3,5
70
14
95
4,01
156
46
0,52
42
180
Д. И. ДАВЫДОВ
пп
Q
в кгм2
Ь-се
а
в см
Ъ
в см
hi в см
dze в мм
he
В мм
si в см
т
fcmp в см
Р 0 в кгм2
9св в кгм2
Qie в кгм
GCe в кг
145
700
21,6
3
18
24
3,5
70
7
213
2,71
632
68
1,40
55
146
700
21,5
3
20
26
3,5
70
7
213
2,43
632
68
1,26
61
147
700
20,8
3
22
28
3,5
70
7
213
2,20
634
66
1 14
65
148
700
21,2
3
24
30
3,5
70
7
213
2,01
633
67
1,05
72
149
600
23,5
3
18
22
3,5
70
7,5
200
2,96
536
64
1,37
52
150
600
23,6
3
20
24
3,5
70
7,5
200
2,62
535
65
1,18
58
151
600
23,7
3
22
26
3,5
70
7,5
200
2,36
535
65
1,07
64
152
600
23,8
3
24
28
3,5
70
7,5
200
2,14
535
65
0,98
70
153
500
23,4
2,5
18
21
3
60
6,5
220
2,98
447
53
0,90
43
154
500
23,5
2,5
20
23
3
60
6,5
220
2,70
447
53
0,81
48
155
500
23,5
2,5
22
25
3
60
6,5
220
2,42
446
54
0,74
53
156
500
23,6
2,5
24
27
3
60
6,5
220
2,20
446
54
0,68
58
157
400
25,4
2,5
18
17
3
60
6
250
3,91
353
47
1,02
38
158
400
26,3
2,5
20
19
3
60
6,5
230
3,36
352
48
0,85
43
159
400
26,7
2,5
22
21
3
60
6,5
230
2,93
352
48
0,77
48
160
400
27 '
2,5
24
23
3
60
6,5
230
2,60
351
49
0,70
53
161
300
31,7
2,5
18
15
2,6
60
5,5
270
4,34
257
43
0,83
35
162
300
32,6
2,5
20
17
2,6
60
5,5
270
3,71
256
44
0,75
40
163
300
34,1
2,5
22
19
2,6
60
6
250
3,20
254
46
0,63
46
164
300
34
2,5
24
21
2,6
60
6
250
2,81
254
46
0,58
50
165
200
44,7
2,5
18
13
2,6
60
8
185
5,05
159
41
0,57
33
166
200
42,8
2,5
20
13
2,6
60
7
213
5,05
161
39
0,59
85
167
200
42,3
2,5
22
13
2,6
60
6
250
5,05
162
38
0,63
38
168
200
40,7
2,5
24
13
2,6
60
5,5
270
5,05
163
37
0,62
40
Таблица 9
I 4,50 м
пп
Q
в кгм2
hCe
а
в см
Ь
В см
hi В CM
die
в мм
he в мм
si в см
т
fcmp в см
V Q в кгм2
дев в кгм2
Яге в кгм2
Gee в кг
169
700
20,2
3
18
22
4
80
8
185
3,06
636
64
1,80
52
170
700
20,3
3
20
24
4
80
8
185
2,70
635
65
1,62
58
171
700
20,3
3
22
26
4
80
8
185
2,43
635
65
1,47
64
172
700
19,8
3
24
28
4
80
8
185
2,30
637
63
1,35
68
173
600
22,2
3
18
20
4
80
8,5
175
3,39
539
61
1,73
49
174
600
21,2
3
20
20
4
80
8
185
3,39
542
58
1,62
52
175
600
21,5
3
22
22
4
80
8
185
2,96
541
59
1,47
58
176
600
21,7
3
24
24
4
80
8
185
2,62
541
59
1,35
64
177
500
25
3
18
18
3,5
70
7
213
3,79
543
57
1,40
46
178
500
25,4
3
20
20
3,5
70
7
213
3,27
542
58
1,25
52
179
500
25,8
3
22
22
3,5
70
7
213
2,86
541
59
1,14
58
180
500
26,1
в
24
24
3,5
70
7,5
200
2,54
541
59
0,98
64
181
400
24,4
3
18
16
3,5
70
7,5
200
4,30
356
44
1,30
36
182
400
23,8
3
20
16
3,5
70
7
213
4,30
357
43
1,25
39
183
400
24,4
3
22
18
3,5
70
7
213
3,63
356
44
1,14
44
184
400
24,4
3
24
20
3,5
70
7,5
200
3,09
355
45
0,98
48
185
300
29,8
2,5
18
13
3
60
6
250
5,44
259
41
0,78
33
186
300
31
2,5
20
15
3
60
6,5
230
4,42
258
42
0,64
38
187
300
31,9
2,5
22
17
3
60
7
213
3,71
257
43
0,54
43
188
300
32,5
2,5
24
19
3
60
7
213
3,20
255
45
0,49
48
189
200
44,7
2,5
18
13
3
60
11
136
5,05
159
41
0,56
33
190
200
44
2,5
20
13
3
60
9
165
5,05
160
40
0,61
36
191
200
43,3
2,5
22
13
3
60
8
185
5,05
161
39
0,62
39
192
200
41,7
2,5
24
13
3
60
7
213
5,05
156
44
0,65
41
КОРОБЧАТЫЕ БАЛКИ
1S1
I 4,50 м
Таблица 10
пп
Q
в кгм
hce
а
в см
ь
в см
li
в см
dZe
в мм
he в мм
si в см
т
fcmp в см
V д в кгм
Ясв в кгм2
Ясв в кгм
GCe в кг
193
700
22,5
3,5
18
21
4,5
90
9,5
155
3,24
628
72
2,14
58
194
700
22,7
3,5
20
23
4,5
90
9,5
155
2,87
628
72
1,93
65
195
700
22,5
3,5
22
25
4,5
90
10
150
2,58
628
72
1,70
71
196
700
23
3,5
24
27
4,5
90
10
150
2,31
627
73
1,55
79
197
600
24,4
3,5
18
19
4,5
90
10
150
3,36
533
67
2,06
54
198
600
23,6
3,5
20
19
4,5
90
9
165
3,66
535
65
2,94
58
199
600
24,1
3,5
22
21
4,5
90
9
165
3,21
534
66
1,86
65
200
600
24,4
3,5
24
23
4,5
90
9,5
155
2,79
533
67
1,60
72
201
500
23,4
3
18
16
4
80
8
185
4,52
443
53
1,80
43
202
500
24
3
20
18
4
80
8,5
175
3,79
445
55
1,54
49
203
500
24,4
3
22
20
4
80
8,5
175
3,26
444
56
1,39
55
204
500
24,8
3
24
22
4
80
9
165
2,86
443
57
1,25
61
205
400
27,2
3
18
14
4
80
8,5
175
5,27
351
49
1,68
40
206
400
28,1
3
20
16
4
80
9
165
4,30
349
51
1,44
46
207
400
30,7
3
22
16
4
80
8
185
4,30
350
50
1,48
49
208
400
28
3
24
18
4
80
8,5
175
3,56
349
51
1,28
55
209
300
36,2
3
18
14
3,5
70
9
165
4,97
251
49
1,08
40
210
300
35
3
20
14
3,5
70
8
185
4,97
252
48
1,09
43
211
300
34,1
3
22
14
3,5
70
7
213
4,97
253
47
1Д4
46
212
300
35,3
3
24
16
3,5
70
8
185
4,09
252
48
0,90
52
213
200
53
3
18
14
3,5
70
18,5
80
4,68
152
48
0,32
39
214
200
51,3
3
20
14
3,5
70
15,5
95
4,68
153
47
0,56
42
215
200
50
3
22
14
3,5
70
13
115
4,68
155
45
0,61
45
216
200
49,8
3
24
14
3,5
70
11,5
130
4,68
155
45
0,64
49
1 5,00 м
Таблица 11
пп
Q
в кгм
kce
а
в см
ь
в см
hi В см
гв в мм
he В мм
si в см
т
fcmp в см
Р Я в кгм2
Ясв в кгм
9гв в кгм2
GCe в кг
217
700
19,4
3
18
24
'4
80
8
205
3,24
632
68
1,80
61
218
700
18,9
3
20
26
4
80
8
205
2,89
634
66
1,62
66
219
700
19-2
3
22
28
4
80
8
205
2,64
633
67
1,47
74
220
700
19,3
3
24
30
4
80
8
205
2,37
632
68
1,35
81
221
222
223
224
600
600
600
600
20
20,3
26,6
20,6
18
20
22
24
20
22
24
26
4
4
4
4
80
80
80
80
8
8
8
8
205
205
205
205
4,07
3,51
3,12
2,79
540
539
538
538
60
61
62
1,80
1,62
1,47
1,35
54
61
68
74
225
226
227
228
500
500
500
506
24,5
24,4
247
24,7
18
20
22
24
20
22
24
26
3.5
3.5
3.5 3,
70
70
70
70
235
235
235
235
3,88
3,38
2,99
2,69
439
439
438
438
61
61
62
62
1,38
1,24
1,13
1,03
229
230
231
232
400
400
400
400
26,7
27.5
27.5 27,9
3
3
3
18
20
22
24
16
18
20
22
3.5
3.5
3.5
3.5
70
70
70
70
7
7
7.5
7.5
235
235
210
210
5,12
4,30
3,69
3,23
347
345
345
344
53
55
55
56
1,38
1,24
1,01
0,93
48
55
61
67
233
300
29,6
2,5
18
15
3
60
6,5
255
5,12
256
44
0,94
40
234
300
28
2,5
20
15
3
60
6
275
5,25
258
42
0,90
42
235
300
29,1
2,5
22
17
3
60
6
275
4,38
256
44
0,83
48
236
300
29,4
2,5
24
19
3
60
6,5
255
3,75
256
44
0,70
53
237
200
41,1
2,5
18
13
3
60
9,5
173
5,93
159
41
0,64
37
28
200
39
2,5
20
13
3
60
8
205
5,93
161
39
0,68
39
239
200
38,2
2,5
22
13
3
60
7
235
5,93
162
38
0,71
42
240
200
37,5
2,5
24
13
3
’60
6,5
255
5,93
162
38
0,70
45
182
Д. И. ДАВЫДОВ
Таблица 12
I 5,00 м
пп
Я.
в кгм
кСв
а
в см
ъ
в см
hi в см
die
в мм
1ге в мм
S1 в см
т
fcmp в см
р д в кгм
9св в кглс2
Огв
в кгм2
св в кг
241
700
20,3
3,5
18
21
4,5
90
9
183
3,91
629
71
2,24
64
242
700
20,6
3,5
20
23
4,5
90
9
183
3,42
628
72
2,05
72
243
700
20,8
3,5
22
25
4,5
90
9
183
3,03
627
73
1,86
80
244
700
23,4
3,5
24
27
4,5
90
9
183
2,72
627
73
1,70
87
245
600
22,2
3,5
18
19
4,5
90
9
183
4,37
533
67
2,24
60
246
600
22,6
3,5
20
21
4,5
90
9
183
3,78
532
58
2,05
68
247
600
23
3,5
22
23
4,5
90
9
183
3,34
531
69
1,86
76
248
600
23
3,5
24
25
4,5
90
9,5
173
2,92
581
69
1,61
83
249
500
22,6
3
18
18
4
80
8,5
195
4,54
443
57
1,71
51
250
500
23,2
3
20
20
4
80
8,5
195
3,88
442
58
1,54
58
251
500
23,3
3
22
22
4
80
9
183
3,88
442
58
1,26
64
252
500
22,7
3
24
22
4
80
8
205
3,88
443
57
1,30
68
253
400
25
3
18
14
4
80
8
205
5,63
350
50
1,78
45
254
400
25,5
3
20
16
4
80
8
205
5,12
349
51
1,62
51
255
400
26,4
3
22
18
4
80
8,5
195
4,30
347
53
1,39
58
256
400
26,7
3
24
20
4
80
9
183
3,56
347
53
3,20
64
257
300
32,6
3
18
14
3,5
70
8
205
5,9
251
49
1,20
44
258
300
32
3
20
34
3,5
70
7
235
6,9
252
48
1,24
48
259
300
32,7
3
22
16
3,5
70
8
205
4,80
251
49
0,98
54
260
300
32,2
3
24
16
3,5
70
7
235
4,80
252
48
1,03
58
261
200
47,7
3
18 '
14
3,5
70
16
103
5,45
152
48
0,60
43
262
200
47
3
20
14
3,5
70
13
125
5,45
153
47
У,66
47
263
200
45,5
3
22
14
3,5
70
11,5
133
5,45
155
45
0,64
50
L64
200
45
3
24
14
3,5
70
10
165
5,45
155
45
0,72
54
Таблица 13
I 5,00 м
пп
в кгм
kCe
а
в см
ъ
в см
hi в см
die
в мм
he В мм
1 в см
1
1
т
1
j fcmp в см
р д
в кгм
дсе в кгм
дге
В K0JH2
Qce в кг
265
700
21,9
4
18
20
5
100
10
165
4,23
623
77
2,82
69
266
700
22,6
4
20
22
5
100
10
165
3,66
621
79
2,54
79
267
700
22,6
4
22
24
5
100
10
165
3,21
621
79
2,30
87
268
700
22,9
4
24
26
5
100
10
165
2,86
620
80
2,12
96
269
600
24,1
4
18
18
5
100
10
165
4,81
528
72
2,83
65
270
600
24,3
4
20
20
5
100
10,5
157
4,08
527
73
2,54
73
271
600
25,2
4
22
22
5
100
11
150
3,53
525
75
2,10
83
272
600
25,3
4
24
24
5
100
11
150
3,11
524
76
1,93
91
273
500
24,9
3,5
18
17
4,5
90
9,5
173
3,98
438
62
2,18
56
274
500
25,6
3,5
20
19
4,5
90
10
165
4,19
436
64
1,85
64
275
500
24,7
3,5
22
19
4,5
90
9
183
4,19
438
62
1,86
68
276
500
25,7
3,5
24
21
4,5
90
9
183
3,61
437
63
1,71
76
277
400
20,9
3,5
18
15
4,5
90
11
150
5,75
342
58
1,86
52
278
400
28
3,5
20
15
4,5
90
9
183
5,75
344
56
2,05
56
279
4С0
29,1
3,5
22
17
4,5
90
10
165
5,37
342
58
1,68
64
280
400
28,4
3,5
24
17
4,5
90
9
183
5,37
343
57
1,71
68
281
300
32,6
3
18
14
4
80
11,5
133
5,90
251
49
1,15
44
282
300
32
3
20
14
4
80
9,5
173
5,90
252
48
1,25
48
283
300
30,9
3
22
14
4
80
8,5
195
5,90
254
46
1,38
51
284
300
82,2
3
24
16
4
80
9,5
173
4,80
252
48
1,13
58
285
200
47,7
3
18
14
4
80
22
75
5,45
152
48
0,65
43
286
20
47
3
20
14
4
80
18
90
5,45
153
47
0,70
47
287
200
45,5
3
22
14
4
80.
16
103
5,45
155
45
0,72
50
288
200
45
3
24
14
4
80
13
125
5,45
155
45
0,82
54
КОРОБЧАТЫЕ БАЛКИ
183
Таблица 14
I 6,00 лс
Q
kCe
а
ъ
hi
die
lie
si
т
fcmp
Р Я
Ясв
Яге
Gee
пп
в кгм
в см
в см
в см
в мм
в мм
в см
в см
в тм
в кгм
в кгм
в кг
289
700
19'
3,5
18
25
4,5
90
9
220
4,25
620
80
2,24
86
290
700
18,8
3,5
20
27
4,5
90
9
220
3,73
621
79
2,05
95
291
700
19,3
3,5
2
29
4,5
90
9
220
3,46
619
81
1,87
107
292
700
18,8
3,5
24
31
45
90
9
220
3,05
621
79
1,71
114
293
600
20,8
3,5
18
23
4,5
90
9,5
210
4,58
525
75
2,23
81
294
600
21Д
3,5
20
25
4,5
90
9,5
210
4,03
524
76
1,96
91
295
600
21,2
3,5
22
27
4,5
90
9,5
210
3,95
523
77
1,78
101
296
600
21,2
3,5
24
29
4,5
90
9
220
3,24
524
76
1.71
110
297
500
20,4
3
18
20
4
80
8
250
4,70
439
61
1,83
66
298
500
21,9
3
20
22
4
80
8
250
4,70
434
66
1,64
79
299
500
20,4
3
22
24
4
80
8
250
4,02
432
63
1,50
81
300
500
19
3
24
26
4
80
8
250
3,67
443
57
1,37
82
301
400
23,9
3
18
18
4
80
8,5
235
6,00
343
57
1,72
62
302
400
22,9
3
20
18
4
80
8
250
6,00
345
55
1,64
66
303
400
23
3
22
20
4
80
8
250
5,09
345
55
1,50
73
304
400
25,2
3
24
22
4
80
8
250
4,39
340
60
1,37
87
305
300
29,3
3
18
16
3,5
70
7
285
6,61
47
53
1,40
57
зов
300
.28,3
3
20
16
3,5
70
7
285
6,61
249
51
1,26
61
307
300
2
3
22
18
3,5
70
7
285
5,49
248
52
1,15
69
308
300
29,7
3
24
20
3,5
70
7,5
265
4,69
246
54
0,98
77
309
200
40,9
3
18
14
3,5
70
11,5
170
7,30
151
49
0,83
53
310
200
39,6
3
20
14
3,5
70
9,5
210
7,30
152
48
0,92
57
311
200
38,5
3
22
14
3,5
70
8,0
250
7,30
154
46
0,98
61
312
200
37,6
3
24
14
3,5
70
7,5
265
7,30
155
45
0,96
65
Таблица 15
I 6,00 м
пп
Я.
в кгм
св
а
в см
ъ
в см
hi в см
ге В мм
he В ММ
si
в см
т
fcmp В СМ
Р Я в кгм2
Ясв в кгм
Яге в кгм2
Gee в кг
313
700
20,5
4
18
24
Б
100
10
200
4,47
614
86
2,85
93
314
700
20,6
4
20
26
5
100
10
200
3,95
613
87
2,56
104
315
700
20,5
4
22
28
6
100
10
200
3,52
614
86
2,34
114
316
700
20,7
4
24
30
5
ioo
10
200
3,18
613
87
2,14
125
317
600
22,6
4
18
22
5
100
11
180
4,88
518
82
2,56
88
318
600
22,9
4
20
24
5
100
11
180
4,26
517
83
2,31
99
819
600
21,9
4
22
24
5
100
10
200
4,26
521
79
2,34
104
320
600
22
4
24
26
5
100
10
200
3,88
521
79
2,14
114
321
500
22,2
3,5
18
19
4,5
so
9
220
5,87
433
67
2,28
72
322
500
2,8
3,5
20
21
4,5
90
9
220
4,99
432
68
2,06
82
323
500
23,2
3,5
22
23
4,5
90
9
224
4,42
430
70
1,88
92
324
500
23,1
3,5
24
25
4,5
90
9
200
3,83
431
69
1,71
100
325
400
25,8
3,5
18
17
4,5
90
10
200
6,56
338
62
2,06
67
326
400
25,0
3,5
20
17
4,5
90
9
220
6,55
340
60
2,С6
72
327
400
26,2
3,5
22
19
4,5
90
9
220
5,48
337
63
1,87
83
328
400
26,3
3,5
24
21
4,5
1
90
,5
210
4,69
337
63
1,64
91
329
S00
27,8
3
18
14
4
80
8,5
235
8,27
250
50
1,69
54
3S0
300
28,2
3
20
16
4
80
9
220
6,61
249
51
1,44
61
331
300
28,8
3
22
16
4
80
8
250
6,61
250
50
1,49
66
332
300
28,2
3
24
18
4
80
8,5
235
5,50
249
51
1,29
73
333
200
41,0
3
18
14
4
80
16
125
7,30
151
49
0,89
53
834
200
39,6
3
20
14
4
80
15
133
7,30
152
48
0,86
57
385
200
38,5
3
22
14
4
80
11,5
170
7,30
154
46
1,00
61
336
200
37,6
3
24
14
4
80
10
200
7,30
155
45
1,08
65
.
184
Д. И. ДАВЫДОВ
Таблица 16
I 6,00 м
пп
Q
в кгм2
Ьсв
а
в см
Ь
в см
hi в см
йгв в мм
he в мм
si в см
т
fcmp в см
Р 9 в кгм2
Осе в кгм2
Яге в кгм2
Осе в кг
337
700
21,8
4,5
18
23
5,5
125
11,5
170
4,73
608
92
3,70
99
338
700
22,0
4,8
20
25
5,5
125
11,5
170
4,17
607
93
3,30
111
339
700
22,2
4,5
22
27
5,5
125
11
180
3,70
607
93
3,16
123
340
700
22,3
4,5
24
29
5,5
125
11
180
3,32
606
94
2,92
135
341
600
23,9
4,5
18
21
5,5
125
12,5
160
5,28
514
86
3,46
93
342
600
22,9
4,5
20
21
5,5
125
11
180
4,99
517
83
3,50
99
343
600
23,4
4,5
22
23
5,5
125
11
180
4,56
516
84
3,18
111
344
600
23,7
4,5
24
25
5,5
125
11
180
4,01
515
85
2,91
123
345
500
24,1
4
18
18
5
100
10
200
6,43
428
72 '
2,86
78
346
500
24,4
4
20
20
5
100
10,5
190
5,39
427
73
2,44
88
347
500
25
4
22
22
5
100
10,5
190
4,62
425
75
2,22
99
348
500
25,2
4
24
24
5
100
11
180
4,05
424
76
1,23
109
349
400
27,8
4
18
16
5
100
11
180
7,34
333
67
2,56
72
350
400
27,1
4
20
16
5
100
10
200
7,83
335
65
2,56
78
351
400
27,8
4
22
18
5
100
10
200
6,01
333
67
2,34
88
352
400
28,4
4
24
20
5
100
11
180
5,06
332
68
2,10
98
353
зео
31,9
3,5
18
15
4,5
90
12,5
160
8,42
243
57
1,66
62
354
300
31
3,5
20
15
4,5
90
10,5
190
7,40
244
56
1,77
67
355
300
30,7
3,5
22
15
4,5
90
9
227
7,15
245
55
1,93
73
356
300
31,3
3,5
24
17
4,5
90
10
206
6,14
244
56
1,60
81
357
200
47
3,5
18
15
4,5
90
27
70
6,92
143
57
0,72
61
358
200
45,8
3,5
20
15
4,5
90
21,5
90
6,67
145
55
0,84
66
59
200
45,5
3,5
22
15
4,5
90
18
110
6,77
145
55
0,93
72
360
200
44
3,5
24
15
4,5
90
15
133
6,67
147
53
1,04
76
Таблицу 17
I 7,00 м
пп
а
в кгм2
Ьсв
а в см
ь
в см
hi В см
die
в мм
he В мм
1 в см
т
fcmp в см
Р 9 в кгм2
9св в кгм2
9гв в кгм2
Gee в кг
361
700
19,5
4
18
28
5
100
10,5
220
4,81
604
96
2,68
121
362
700
J 9,5
4
20
30
5
100
I10
230
4,35
604
96
2,54
134
363
700
19,4
4
22
32
5
100
10
230
3,93
605
95
2,30
146
364
700
19,2
4
24
34
5
100
10
230
3,54
606
94
2,10
158
365
600
20,3
4
18
24
5
100
10
230
5,84
514
86
2,72
109
366
600
20,3
4
20
26
5
100
10
230
5,18
514
86
2,54
121
67
600
20,4
4
22
28
5
100
10
230
4,54
513
87
2,30
134
368
600
20,4
4
24.
30
5
100
10
230
8,87
513
87
2,10
146
369
500
21,6
3,5
18
23
4,5
90
10
230
5,94
425
75
2,05
95
370
500
21,6
3,5
20
25
4,5
90
9,5
245
5,22
424
76
1,97
106
371
500
21,7
3,5
22
27
4,5
90
9,5
245
4,62
424
76
1,78
117
372
500
21,6
3,5
24
29
4,5
90
9,5
245
4,11
424
76
1,64
127
373
400
24
3,5
18
19
4,5
90
10
230
6,69
333
67
2,06
85
374
400
24
3,5
20
21
4,5
90
9,5
245
6,33
332
68
1,96
95
375
400
23,5
3,5
22
21
4,5
90
9
260
6,57
834
66
1,89
101
Ш
400
23,6
3,5
24
23
4,5
90
9
260
6,47
334
66
1,74
111
377
300
25
3
18
16
4
80
8,5
270
9,08
247
53
1,68
67
378
300
25,8
3
20
18
4
80
9
260
7,4
246
54
1,46
76
379
300
25
3
22
18
4
80
8
290
7,44
247
53
1,48
81
380
300
25,5
3
24
20
4
80
8
290
6,27
246
54
1,36
90
381
200
35
3
18
14
4
80
12,5
185
9,81
151
49
1,16
62
382
200
34
3
20
14
4
80
10,5
220
9,81
152
48
1,24
67
383
200
33,4
3
22
14
4
80
9
260
9,81
153
4
1,34
72
384
200
32,7
3
24
14
4
80
8
290
9,81
154
46
1,36
77
КОРОБЧАТЫЕ БАЛКИ
185
Таблкиа 18
I 7,00 м
пп
Q
kce
а
Ь
hi
ге
4,
he
si
т
femp
Р 9
9св
9ге
Gee
в кгм2
в см
в ем
в см
в мм
в мм
в см
.в см
в пгм2
в кгм2
в кгм2
в кг
385
700
19,9
4,5
18
25
5,5
125
11
210
5,73
602
98
3,89
123
386
700
20
4,5
20
27
5,5
125
11
210
5,03
602
98
3,50
137
387
700
39,9
4,5
22
29
5,5
125
11
210
4,48
603
97
3,43
150
388
700
29
4,5
24
33
5,5
125
11,5
200 в
3,65
598
102
2,77
172
389
600
23,9
4,5
18
23
5,5
125
11,5
200
6,21
508
92
3,70
116
390
600
22
4,5
20
25
5,5
125
11,5
200
5,40
508
92
3,33
129
391
600
22,1
4,5
22
27
5,5
125
11,5
200
4,75
507
93
3,03
143
392
600
22,4
4,5
24
29
5,5
125
11,5
200
4,24
506
94
2,77
158
393
500
22
4
18
20
5
100
10
230
7,42
422
78
2,80
97
394
500
22,3
4
20
22
5
100
10
230
6,34
422
78
2,53
109
395
500
22,4
4
22
24
5
100
10
230
5,45
422
78
2,30
121
396
500
22,8
4
24
26
5
100
10
230
4,79
420
80
2,10
134
397
400
25,5
4
18
18
5
100
11
210
8,19
329
71
2,56
90
398
400
24,8
4
20
38
5
100
10
230
8,20
331
69
2,52
97
399
400
25,3
4
22
20
5
100
10
230
6,84
329
71
2,30
109
400
400
25,7
4
24
22
5
100
10,5
220
5,82'
328
72
2,10
121
401
300
27,6
3,5
18
15
4,5
90
10
230
10,14
242
58
2,05
73
402
300
28,6
3,5
20
17
4,5
90
10,5
220
8,12
240
60
1,76
84
403
300
27,8
3,5
22
17
4,5
90
9
260
8,10
241
59
1,89
90
404
300
28,6
3,5
24
19
4,5
90
10
230
6,71
240
60
1,54
101
405
200
40,8
3,5
18
15
4,5
90
19,5
120
8,83
143
57
1,07
72
406
200
39,3
3,5
20
15
4,5
90
16
145
8,70
145
55
1,16
77
407
200
38,5
3,5
22
15
4,5
90
14,5
160
8,78
146
54
1,16
83
408
200
37,8
3,5
24
15
4,5
90
12
190
8,81
147
53
1,27
89
Таблица 19
I 7,00 м
пп.
9.
в пгм
hee
а в см
Ъ
в см
hi в см
йгв
в мм
he в мм
1
в см
ш
femp В см
Р 9 в кгм
9се в кгм
9ге в кгм2
Gee в кг
409
700
21
5
18
24
6
150
12
190
6,10
597
103
5,00
130
410
700
20,1
5
20
26
6
150
12
190
5,31
601
99
4,50
138
411
700
21,2
5
22
28
6
150
12
190
4,69
596
104
4,10
160
412
700
20,6
5
24
30
6
150
12
190
4,20
600
100
3,76
169
413
600
23
5
18
22
6
150
12,5
185
6,70
503
97
4,90
122
414
600
22,1
5
20
24
6
150
13
180
5,72
507
93
4,28
130
415
600
23,5
5
22
26
6
150
13
180
5,03
501
99
3,90
152
416
600
23,8
5
24
28
6
150
13
180
4,45
500
100
3,56
168
417
500
23,1
4,5
18
19
5,5
125
11
210
8,13
419
81
3,88
102
418
500
23,7
4,5
20
21
5,5
125
11
210
6,64
417
83
3,50
116
419
500
24,1
4,5
22
23
5,5
125
11
210
5,89
415
85
3,18
130
420
500
24,5
4,5
24
25
5,5
125
11,5
200
5,07
414
86
2,90
144
421
400
26,9
1
4,5
18
17
5,5
125
12
190
9,15
325
75
3,50
95
422
400
27,6
4,5
20
19
5,5
125
12,5
185
7,47
323
71
3,12
108
423
400 1
26,9
4,5
22
19
5,5
125
11
210
7,48
325
75
3,18
116
424
400
27,6
4,5
24
21
5,5
125
11,5
200
6,26
323
77
1
2,90
130
425
300
31,4
4
18
16
5
100
14
165
9,13
234
66
2,20
83
426
300
30,6
4
20
16
5
100
11,5
200
9,12
236
64
2,41
90
427
300
30
4
22
16
5
100
10
230
9,14
237
63
2,52
97
428
300
30,9
4
24
18
5
100
11
210
7,04
235
65
2,25
109
429
200
46,5
4
18
16
5
100
32
73
8,04
135
65
0,90
82
430
200
44,9
4
20
16
5
100
25
93
8,03
137
63
1,02
88 I
431
200
44
4
22
16
5
100
20
115
7,95
138
62
1,15
95 1
432
200
42,9
4
24
16
5
100
17
135
8,04
140
60
1,24
101 I
186
Д. И. ДАВЫДОВ
дм собственный вес квадратного метра настила;
р временная нагрузка на 1 м д постоянная нагрузка на 1 ж®; дгв кгм2 вес гвоздей на 1 м2 настила;
9св Р 9 полная расчетная нагрузка на 1 л2 настила;
км - условный весовой коэфициент,
характеризующий степень использования материала в конструкции;
femp fynp fede величина конструктивного строительного подъема в середине пролета.
4. Производство работ
Горизонтальные и вертикальные доски должны €ыть заготовлены необходимой по проекту длины. В горизонтальных досках размечаются песта завивки гвоздей. Разметка может вестись при помощи шаблонов, сделанных из фанеры.
2. Нижняя горизонтальная доска прибивается несколькими гвоздями в середине пролета к вертикальным доскам.
_ Два акт фибролита фцОролцт
Фиг. 4. Расположение утеплителя
3. Укладывается утеплитель фибролит или 8асыпка. Чтобы эасыпка не высыпалась во время производства работ и во время транспортировки и укладки балок, прибивают примерно через 1 м поперечные планки, подложив под них в продольном направлении по две-три дранки.
4. Верхняя горизонтальная доска прибивается несколькими гвоздями в середине пролета к вертикальным доскам.
5. Балке придается конструктивный строитель-
-I
i1
l
ф
ж
жавздока
Я
X
Утеплитель
L L-rr
к
к
Фиг. 5. Схема сборки коробчатой балки
В каждой балке необходимо при изготовлении ее установить диафрагмы из кусков досок, толщина которых должна быть равна толщине стенок балки, ширина внутренней ширине балки Ъг Ь 2с, а высота на 2 см меньше высоты вертикальных досок.
В балках пролетом от 3,5 до 5,0 м следует ставить по три диафрагмы на балку: две диафрагмы по торцам и одну в середине пролета; в балках пролетом от 5,0 до 7,0 м по четыре диафрагмы: две по торцам и две в третях пролета.
Коробчатый настил может быть утеплен фибролитом, соломитом и т. п. Фибролит приготавливают полосами шириной, равной внутренней ширине балки, и укладывают при теплой кровле в два слоя, при полутеплой в один слой фиг. 4.
Сборка балок может производиться по следующей схеме:
1. Вертикальные доски прибиваются гвоздями к диафрагмам фиг. 5.
на
ный подъем второго рода согласно 197 206 ТУ и Н. Конструктивный строительный подъем осуществляется путем выгибания досок до забивки гвоздей в специальном станке г.
6. После придания балке конструктивного строительного подъема забивают полное количество гвоздей, указанное в таблице, и вынимают балку из станка.
7. При устройстве настила для кровельного покрытия необходимо предусмотреть холодный продух, сообщающийся с наружным воздухом; Для этой цели можно использовать сквозные каналы в балках, получающиеся вследствие того, 2 см ниже вертикальных
что диафрагмы досок.
Для уменьшения возможности попадания через продухи искр или огня торцы балок независимо от вида утеплителя засыпаются шлаком.
Лиафрагмо
Продух
Утеплитель У Фиг. 6. Выходное отверстие продуха
Засыпку шлаком можно проводить после того, как балка уже установлена на место, для чего в верхней доске по торцам необходимо' заранее сделать треугольные пропилы, как показано на фиг. 6.
1 См. Конструктивный строительный подъем.
ДВУТАВРОВЫЕ ГВОЗДЕВЫЕ БАЛКИ
187
Иною. В. С. ДЕРЕВЯГИН
V. ДВУТАВРОВЫЕ ГВОЗДЕВЫЕ ВАЛКИ СО СПЛОШНОЙ СТЕНКОЙ ОГРАНИЧЕННОЙ ВЫСОТЫ
1. Общие сведения
Двутавровые гвоздевые балки могут применяться в перекрытиях с небольшой конструктивной высотой при пролетах от 4 до 6,5 м. Недостатком этих балок является большой процент расхода металла в виде гвоздей в среднем 8, достоинством простота изготовления и надежность конструкции.
Двутавровые гвоздевые балки в отличив от сплошных позволяют обойтись мелким сортаментом леса и избавиться от провисания перекрытия путем придания балкам конструктивного строительного подъема.
Для достижения монолитности перекрытия смежные балки после установки на место соединяются в середине пролета косо поставленными гвоздями. Та же цель достигается нашивкою сверх балок слоя досок в поперечном к балкам направлении.
2. Пример расчета
Балке придается конструктивный строительный подъем второго рода.
Расчетный пролет балки I 6 м.
Полезная нагрузка р 360 кгм.
Собственный вес балки полагая кса 8:
р 360 18,3 ж 18 кгм.
1 ООО
1
1 ООО
-1
kcei 8-6 Полная нагрузка:
Я р 9св 360 18 378 кгм. Внешний изгибающий момент:
М м1 8
Г
ч tsi
Г
3-
J
г
За.
L
I-
кL
Фиг. 1
2
Фиг. 2
Момент внутренней пары фиг. 1: M2 Ne. Так как Мх MSt то нормальная сила в поясной доске:
12 378 - 6002 се.п
■ - 6 540 кг;
iV -7Г-
8 26
8е
п 'у frjs 91 кгсм2 д 100 кгсм.
Полная сдвигающая сила на половине пролета балки:
TlJ2 N 6 540 кг.
Для воспринятая сдвигающей силы ставим гвозди 0 5,5 мм; I 125 мм;
.тггв 92 г-
Расстановку гвоздей принимаем по схеме фиг. 2. Считаем, что полная сдвигающая сила воспринимается гвоздями, расположенными на протяжении трети пролета от конца балки. Тогда на концевую часть на протяжении I6 приходится 75 от полной сдвигающей силы фиг. 2 и 3:
0,75TlJZ 0,75 - 6 540 4 900 кг.
Необходимое количество гвоздей, приходящееся на концевую часть:
4 900
m
92
53,3 шт.
Гвозди ставятся в 6 рядов. Расстояние между гвоздями вдоль волокон шаг гвоздей:
6 11,2 см.
с _ ЮО ю 53,3
Принимаем S 11 см. В остальной части балки гвозди ставятся в 2 ряда. Полная длина балки 6,1 л. Полное количество гвоздей на всю балку:
m ТГ 2 2 Т ' 16 II ' 6,67 370 шт-
Вес древесины
Вес гвоздей 28 0,37 10 кг.
на 1 пог. м балки:
g 0,04 0,18 2 0,06 0,22
18,2 кгм.
1,67 500 Полный вес древесины G 18,2 6,1 111 кг. Полный вес балки 111 10 121 кг.
Процент расхода металла щ 100 9-
121
Вес 1 пог. м балки 20 кг.
6,1
, 1 000 20 _ q
360 20 - 6
О
22
4.L
-Н18
iLiyii
IT Пт ггT Т ггУШ Т Т-T ГПТТ г ТТГТТНТгЖ
■ ■ tijii i ii 1 uiii I iitttt
Г6оздилЪХЫ2Ь
Ш
НТ
i ; i i-;.4.г -l
-612
i
Балке придается конструктивный строительный подъем fcmp 4 см
Фиг. 3. Двутавровая гвоздевая балка с цельной стенкой
3. Определение стрелки строительного подъема 1
,Гн
fcde е
0,1 ■ 2 ■ 600 3 26
1,54 см;
26
Т 600 0043 при п 91 кгсм
по номограмме стр. 152 находим:
,. I 600 0 ,
Тупр 250 250 ’ см’
fcmp fynp ”i fcde 2,40 -f- 1,54 3,94 4 см.
1 О способах придания балкам подъема см. статыо В. Г. Писчикова. Конструктивный строительный подъем.
188
В С. ДЕРЕВЯГИН
Иною. В. С. ДЕРЕВЯГИН
VI. БАЛКИ НА КОСЫХ СОСНОВЫХ ШПОНКАХ 1. Общие сведения
Балки на косых продольных шпонках хотя и дают по сравнению с гвоздевыми балками экономию металла расход металла в среднем равен
3 4, но обладают все же существенными недостатками: 1 требуют высокой квалификации плотников и 2 отличаются жесткостью, а потому малой надежностью соединения. Поэтому балки на шпонках могут применяться лишь в исключительных случаях и только при условии обеспечения надлежащего качества их изготовления.
Применение поперечных и прямых продольных шпонок ив условий расстановки шпонок возможно только в балках малой относительной высоты.
Проектирование балок на поперечных и продольных шпонках отличается от проектирования балок на косых шпонках только дополнительным расчетом: поперечных шпонок на смятие и скалывание и продольных шпонок на скалывание.
Относительная высота балок на косых шпонках может колебаться в широких пределах от
до -у -jj при двух брусьях и до -j
jQ- при трех брусьях.
По возможности следует проектировать балки из двух брусьев, так как с увеличением количества брусьев изготовление балки значительно усложняется.
Косые шпонки допускают более тесную их расстановку и тем самым позволяют проектировать балки большей относительной высоты, чем балки на поперечных и прямых продольных шпонках.
Отсутствие в самих косых шпонках но не в брусьях явления скалывания позволяет перейти от дубовых шпонок к сосновым, чем не только достигается экономия, но иногда повышается и надежность шпоночного соединения в силу большей упругости материала шпонок, а потому и лучшего распределения между ними усилий.
Высота шюнки назначается не более одной пятой высоты бруса:
Кп т фиг. 1.
Длина нормальной шпонки должна быть не менее пятикратной высоты шпонки:
шп
При ткой длине шпонок поворот их, возникающий вследствие распора и усушки дерева, меньше влияет на неравномерность напряжений в гнезде и на неупругую осадку балок.
При выборе формы шпонок в целях лучшей работы на скалывание бруса следует отдать предпочтение прямоугольным шпонкам фиг. 1,
а не остроугольным с торцом, нормальным к осл балки фиг. 2.
Допускаемое напряжение на смятие шпоночного соединения ввиду малого угла наклона волокна может быть принято равным:
гели 80 кгсм2.
Наименьший шаг шпонок расстояние между центрами их и расстояние от конца балки до
центра первой шпонки можно принять Stain 9,5 Ншп.
При указанных выше размерах шпонки этот минимальный шаг соответствует равнопрочности соединения по смятию и по скалыванию по косому направлению от начала шпонки до середины следующей шпонки пунктир на фиг. 1. Болты ставятся между шпонками; диаметр их определяется по усилию от распора крайней шпонки. Усилие в болте равно:
Фиг. 2. Нерекомендуемая форма косых шпонок
iVr bun
В крайних третях балки рекомендуется располагать шпонки на равных расстояниях, в средней трети можно обойтись без шпонок. Шпонки, расположенные на длине 13 I, должны воспринять полную сдвигающую силу Т 02, увеличенную ввиду неравномерности работы шпонок на 20 50.
При конструировании шпоночных балок часто допускают следующую ошибку: при разбивке шпонок аналогично отогнутым стержням в железобетонных балках в центрах тяжести равновеликих площадей трапеций треугольной эпюры крайняя шпонка попадает настолько близко к концу балки, что расстояние от края шпонки до конца балки обычно бывает менее Smin 8йШг, вследствие чего не обеспечивается достаточная длина на скалывание в растянутом брусе.
Расчет шпоночного соединения по смятию является условным.
Для шпоночных балок опасно не смятие, а скалывание, возможность которого устраняется установлением минимального шага Smin. Смятие же в шпоночном соединении ведет только к дополнительному провисанию, которое легко устраняется приданием балкам конструктивного строительного подъема.
2. Пример расчета балки из двух брусьев
Требуется спроектировать балку по заданной высоте Н 40 см, расчетному пролету I 6 м при основных допускаемых напряжениях по ТУ и Н 1931 г. без поправочного коэфициента.
Нагрузка:
1 полезная 1 200 кгм;
2 собственный вес балки полагая kce 5:
1 000 -пУ22 37’ 37 Кгм-
1
1 000
5 6
-1
Полная нагрузка:
q 1 200 37 1 237 кгм.
ВАЛКИ НА КОСЫХ СОСНОВЫХ ШПОНКАХ
189
Высота отдельного бруса h 20 см фиг. 3. Высоту шпонки принимаем равной:
Ь.шп 4,0 см.
Допускаемая нормальная сила на ширину балки в 1 ш равна:
Nt F п 20 4 1 75 1 200 кг.
Плечо внутренней пары: е h hmn 20 -■
Ч- 4,0 24,0 см.
0
-L
Фиг. 3. Эпюра напряжений в сечении балки из двух брусьев
Допускаемый момент: мг Nxe 1 200 24,0 28 800 кгм 238 км
Из равенства Нге определяем qx:
Si
iVjeB 288 8 -зб64 кг1М-
При определении стрелы конструктивного строительного подъема в целяху прощения плечо внутренней пары может быть взято по неослабленному сечению:
0 033
I 600 иисо.
lynp берется по номограмме на стр. 152 при п 75 кгсм2:
fynp 1 , I 600
Г 230 ' ’-УпР 230 230 СМ
_ Zsi
f еде
Зе
0,15 - 600. к
3“20 1’5гЛ;
fcmp 2,61 1,50 4,11 см.
Принимаем fcmp 4,5 см.
3. Пример расчета балки из трех брусьев
Требуется определить допускаемую нагрузку на балку пролетом I 9 м по основным допускаемым напряжениям ТУ и Н 1931 г., без поправочных коэфициентов. Полная высота балки Н
60 см; ширина Ь 20 см; высота отдельного бруса h 20 см.
Основное допускаемое напряжение на сжатие верхнего бруса для балок из трех брусьев можно принять равным 90 кгсм2.
Высоту шпонки назначаем кЛп 4 см.
Г281
и rpMjr1
-яр
г38
. Л. - 1 1
1
Г, 1 1 1
1
_ 1
1
1
I
1
-It
:
1
-19 38 Аз8 Д 38 38 38-J 1
7 310 га 3_
Соснобоя иосая N шпонка
дол ты ф Вмм; под болты шайбы 6 6 х 0,4 Фиг. 4. Балка на косых шпонках из двух брусьев
Необходимая ширина балки:
г Q 1 237 яп п Ъ п 19,3 см.
qt 64
Принимаем Ь 20 см.
Допускаемое усилие на ширину Ъ 20 см:
Тшп ЪЬшп пши 20 4 75 6 обо кг.
Усилие в болте:
jy6 lm 6_2 1200 кг;
ставим болты 0 16 мм.
Расчетное количество шпонок на полную ©двигающую силу:
1 200 19,3 q qc ттт.п
6 000 3’86 ШТ'
Минимальный шаг шпонок:
Smn 9,5Лшга 9,5 4,0 38,0 см.
Принимаем S 38 см.
Полная длина балки равна 6,20 м.
Количество шпонок, размещающееся на одной трети пролета балки:
m rnk 544 шт-
Принимаем тп 5 шт. фиг. 4.
Допускаемая нормальная сила:
N Лге 20 4 20 90 28 800 хг. Плечо внутренней пары:
е 2h hwn 2 20 4 44 см 0,44 л.
I
-t
Ш
Фиг. 5. Эпюра напряжений в сечении балки из трех брусьев
Допускаемый момент:
М Ne 28 800 0,44 12 700 кгм.
Из равенства Ne определяем q: я ™ '11Жкг1м.
Допускаемое усилие на шпонку:
тшп ЬЬшп -псм 20. 4 80 6 400 кг.
190
В. Г. писчиков
болты ф 16 мм; род болты шайбы 6x604 Фиг. 6. Балка на косых шпонках из трех брусьев
Усилие в болте:
N6ft ' ®ii 1280 кз; ставим болты 0 16 ммх
Расчетное количество шпонок на полную сдвигающую силу:
N 28 800 , с ts;таг4’5 шт-
Полная длина балки V 9,20 м.
Шаг шпонок принимаем равным S 40 см. Шпонки, размещаемые в крайних третях про лета балки:
т ГГо 7’7 шт
Принимаем т 8 шт. фиг. 6.
При определении стрелы конструктивного строительного подъема величина fynp находится по номограмме на стр. 152:
при
40
т -т- -0444
„ 90, 'if jf,;
f JL 3 5 сми
Tvnv 260 ““ 260 “ ’ ’
у tip
f _ 21 _ 2 0,15. 900 _ „ o5 Тед- 3e 3T40 fcmp 3,50 -f- 2,25 5,75 cm Принимаем
fcmp CM-
Иною. В. Г. ПИСЧИКОВ vn. БАЛКИ ПРЯМОУГОЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ НА ГВОЗДЯХ
1. Общие сведения
При проектировании междуэтажных перекрытий нередко встречается необходимость в осуществлении мощных прогонов, имеющих небольшой пролет, но несущих значительную нагрузку от второстепенных балок.
Проектированию монолитных деревянных прогонов препятствует ограниченность сортамента леса.
Естественным и рациональным выходом из положения является усиление достаточно мощной монолитной балки сверху и снизу нашивками из досок, проще и экономичнее всего присоединяемых к основной балке гвоздями.
Этот род соединения делает составные балки универсальными в отношении возможности их изготовления в любых условиях строительства.
Экономические соображения, главным образом в отношении расхода гвоздей, заставляют задаваться нашивками не слишком большой толщины. При этих условиях желательно полностью использовать основную балку и передать на нее ту часть нагрузки, которую она может нести сообразно с ее мощностью.
В результате приходим к выводу о целесообразности проектирования таких балок, исходя из условия придания им конструктивного строительного подъема первого рода.
В отношении стрелы прогиба под расчетной нагрузкой эти балки не отличаются от разрезных монолитных балок того же поперечного сечения.
Отсутствие стрелы прогиба под расчетной нагрузкой, имеющее место в случаях придания бал
кам конструктивного строительного подъема второго рода, не является безусловно необходимым. Это требование вызывается не конструктивными, а исключительно архитектурно-эстетическими соображениями, обычно не имеющими места при проектировании прогонов междуэтажных перекрытий промышленных вданий.
Составные гвоздевые прогоны с подъемом первого рода, рассчитанные как балки монолитного сечения, должны найти применение во всех тех случаях когда более совершенные конструкции балок на пластинчатых нагелях не могут быть применены вследствие малого объема работ и нерентабельности или же технической невозможности организации их изготовления.
2. Таблицы балок прямоугольного сечония на гвоздях 1
1 Принцип составления таблиц
Таблицы составлены при допускаемых напряжениях, полученных умножением основных напряжений по ТУ и Н на коэфициент 0,9.
Таблицы охватывают пролеты 4,0, 4,5, 5,0, 5,5 и 6,0 м. За исходные данные при составлении таблиц приняты высота основных средних досок h и толщина нашивок 6 фиг. 1.
Величина h в таблицах имеет три значения: 22, 24 и 26 см.
1 Составлены в отделе технических исследований и стандартов Промстройпроекта инж. В. А. Замараевым под руководством автора.
БАЛКИ ПРЯМОУГОЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ
191
Толщина нашивок длй каждого размера высоты средних досок имеет следующие значения: 2,5, 3,0, 3,5, 4,0, 4,5, 5, 6, 7, 8, 9 и 10,0 см.
Ширина сечений изменяется от 18,0 до 26,0 см через 2,0 см. Для составленных таким образом сечений определены допустимые интенсивности равномерно распределенных нагрузок в кгм балки.
В таблицах даны полезные нагрузки, полученные как разность между допустимой нагрузкой и собственным весом балок, который исчислялся при объемном весе древесины 550 кгм9.
Для различных пролетов допустимые полезные нагрузки изменяются в пределах, указанных
Фиг. 1. Поперечное сечение балки
в табл. 1.
Таблица 1
Допускаемые полезные нагрузки
Пролет в м
4,0
4,5
5,0
6,5
Нагрузка В KSjM
860-8070
590-2 520
420-2 070
410 2010
6,0
400-1810
2 Размеры гвоздей
Необходимая длина гвоздя в зависимости от его диаметра и от толщины нашивок может быть определена по формуле:
1гв Ь аы Н- 4,54 А, 1
где 5 толщина нашивных досок;
ан необходимая рабочая длина гвоздя в пределах средней доски из условия равнопрочностй его по изгибу и по смятию древесины;
1,5 d нерабочая длина гвоздя заостренный конец;
А толщина шва между нашивкой и средней доской, принимаемая равной 1 мм, что составляет около 0,2 d.
При допускаемом напряжении на смятие пв 0,9 80 72 кгсмг имеем:
ан 1,67. 6,7d. 2
Для этих условий длина гвоздя:
Iff 5 -J- 6,7d -I- 1,5d 0,2d 5 -f 8,4 d. 3
Для более плотной и надежной связи нашивок со средними досками принято:
1гв д т. 3'
На основании техно-экономических сопоставлений 1 для каждой толщины нашивок приняты определенные размеры гвоздей, указанные в
1 С учетом коэфициента дефицитности k 5.
табл. 2. Там же приведены допускаемые усилия Тм на один срез гвоздя, принятые при составлении таблиц.
3 Метод расчета балов
Балки рассчитаны с учетом конструктивного строительного подъема первого рода.
Нагруаки определены для допускаемого напряжения при изгибе пм 100 кгсм2 и при
прогибе
а Расчет по нормальным напряжениям
Для простой балки, несущей равномерно распределенную нагрузку, имеем:
Mmax f nuW,
отсюда допустимая нагрузка:
„ __ 8 nl W _ япп W Чи J2 2
12
5
где I расчетный пролет балки,
W момент сопротивления относительно оси х х.
б Расчет по жесткости Прогиб по середине пролета:
bql
шах при 40 имеем:
5gI3
384El
ШЕ1
400
5
6
откуда
384EJI 5 40013
Р
где Е модуль продольной упругости дерева, принимаемый равным 105 кгсм2;
I момент инерции полного поперечного сечения балки относительно оси х х.
в Расчет по прочности рабочего
шва.
Расчет гвоздей производился по двухступенчатой эпюре сдвигающих сил, изображенной на фиг. 2.
ш.
Фиг. 2. Эшора размещения гвоздей
Площади прямоугольников этой эпюры равновелики соответствующим площадям действи. тельной эпюры, показанной на фиг. 2 пунктиром,
Таблица 2
Размеры гвоздей, принятые при составлении таблиц, и допускаемые усиления Тгс на срез гвоздя
б мм
25
30
35
40
45
50
60
70
80
90
100
d х 1 мм X X мм
3,5 х 60
4 X 80
4 X 80
4 X 80
4,5 X 90
5 X 100
5 X 110
5,5 X 125
5,5 X 150
5,5 X 150
5,5 X 160
Тгвкг
35
46
46
46
58
72
72
87
87
1
87
I
87
192
В. Г ПИСЧИКОВ
Для этих условий сдвигающая сила на единице длины шва у опоры:
rp 0,75qrl S
О -f. 8
где S статический момент сечения нашивки относительна м х.
При предельном насыщении нашивки гвовдями диаметра, соответствующего ее толщине, шов может воспринять сдвигающую силу:
Т0 т0 Тгд, 9
где тп0 наибольшее количество гвоздей, раз-, мещающееся на единице длины шва балки;
Тгв допускаемое усилие на один гвоздь. Подставляя вместо Т0 его значение, после преобразования получим:
2,65 jg-m0 Тм. Ю
При составлении таблиц sa величину допускаемой нагрузки принималось наименьшее из значений, получаемых по ф-лам 5, 7 и 10.
Получаемые по ф-ле 12 значения округлялись до 5 мм.
5 Пример пользования таблицами
Проектное задание:
Расчетный пролет балки I 5,0 м.
Нагрузка q 1 500 кг м.
Пиломатериалы полусухая сосна с влажностью от 18 до 23.
Марка леса соответствует классу сооружения.
Допускаемое напряжение на изгиб п.м 100 кгсм2.
, Относительный прогиб щ.
Высота балки и сортамент пиломатериалов не ограничены.
Требуется из числа возможных решений выбрать наиболее экономичное.
а Допуская пятипроцентное отступление от заданных напряжений и прогиба, определим пределы возможного отклонения от расчетной нагрузки.
Крайняя зона
-134-
I in
-Т-Н-
Фасад Средняя , зона
-252-
520-
-500-
Крайняя зона
Размещение гвоздей tf5,5; Z125
Примечание. Две средние доски 9 х 26 ел могут заменяться целым брусом 18 Ж 26 см
Строительный подъем по середине балки: f„15 мм Расход дерева на балку 0,374 м, расход гвоздей 10,6 кг Фиг. 3. Типовой чертеж балки
В соответствии с приданием балкам конструктивного строительного подъема первого рода моменты инерции и моменты сопротивления определялись без учета швов, как для монолитных прямоугольных сечений.
4 Конструктивный строительный подъем балок
Необходимая величина строительного подъема по середине пролета определялась по формуле, приведенной в 197 ТУ и Н:
I Ид
fcmp зе '
Сдвиг гвоздей 8 принят равным 1,5 мм.
При наличии двух швов подъем в миллиметрах:
Jcmv Зе При неполном использовании допускаемых напряжения или жесткости:
дг 1,05 q 1,05 1 500 1 575кгм.
При превышении допускаемых напряжения или прогиба:
q2 0,95 q 0,95 1 500 1 425 кгм.
б После определения qx и q2 отыскиваем в таблицах для h 26,0; 24,0 и 22,0 см значения q в установленных пределах и из числа возможных решений для каждого значения h выбираем наиболее экономичное.
Этому требованию согласно калькуляции удовлетворяют:
1 при I 5,0 л и h 26,0 см.балка с расчетной нагрузкой q 1 430 кгм;
2 при 5,0ии h 24,0 см балка с расчетной нагрузкой q 1 470 кгм;
3 при I 5,0 и h 22,0 см балка с расчетной нагрузкой q 1470 кгм.
БАЛКИ ПРЯМОУГОЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ
193
'с 4,0 Л Л 26,0 ем
Таблицы болов прямоугольного сечения на гвоздях Таблица 1 4,0 м h 22,0 ем
Таблица 3
Q
в кгм
Доски
Гвозди
femp
Ь
в см
д
В см
d
в мм
1
в мм
т
1 300
18
2,5
3,5
60
440
15
1 440
18
3
4
80
410
15
1450
20
2,5
3,5
60
490
15
1 590
22
2,5
3,5
60
540
15
1590
20
3
4
80
456
15
1590
18
3,5
4
80
486
15
1 700
18
4
4
80
550
15
1 740
24
2,5
3,5
60
586
15
1 760
22
3
4
80
500
15
1760
20
3,5
4
80
540
15
1810
18
4,5
4,5
90
490
35
1890
20
4
4
80
610
15
1 890
18
5
5
100
426
15
1 890
26
2,5
,5
60
636
15
1 920
24
3
4
80
546
15
1 940
22
3,5
4
80
594
15
2 000
20
4,5
4,5
90
544
15
2 070
26
3
4
80
590
15
2 080
22
4
4
80
670
15.
2110
24
3,5
4
80
648
15
2 120
20
5
5
100
476
15
2 210
2
4,5
4,5
90
600
15
2 23
20
6
5
110
530
15
2 270
24
4
4
80
734
15
2 290
26
3,5
4
80
700
15
2 340
22
5
5
100
525
15
2 380
22
7
5,5
125
485
15
2 400
24
4,5
4,5
90
652
15
2 460
26
4
4
80
794
15
2 540
24
5
5
1С0
570
15
2 610
26
4,5
4,5
90
708
15
2 680
24
6
5
110
640
15
2 760
26
5
5
100
620
15
2 840
26
7
5,5
125
580
15
3 070
26
6
5
110
730
15
i 4,0 м;
h 24,0 см
Таблица 2
Доски
Гвозди
q
в кгм
Ь
д
d
1
femp
т
в см
В см
в мм
в мм
1 070
18
2,5
3,5
60
410
15
1180
18
3
4
80
380
15
1 190
20
2,5
3,5
60
456
15
1300
22
2,5
3,5
60
500
15
1300
20
3
4
80
422
15
1 310
18
3,5
4
80
454
15
1430
24
2,5
3,5
60
546
15
1440
22
3
4
80i
464
15
1 440
18
4
4
80
526
15
1450
20
3,5
4
80
506
15
1 550
26
2,5
3,5
60
590
15
1570
24
И
4
80
506
15
1 590
22
3,5
4
80
556
15
1 590
20
4
4
80
584
15
1590
18
4,5
4,5
90
480
15
1 610
18
6
110
426
15
1 700
18
5
100
426
15
1 710
26
Я
4
80
550
15
1 740
24
8,5
4
80
606
15
1 740
18
7
5,5
125
390
15
1 760
22
4
4
80
642
15
1 760
20
4,5
4,5
90
534
15
1 890
26
3,5
4
80
666
15
1 890
20
5
100
476
15
1 940
24
4
А
80
700
15
1 940
22
4,5 ;
4,5
90
586
15
2 020
20
6
110
530
15
2 070
26
4
I 4
80
760
15
2 080
22
5
1 5
100
522
15
2 120
24
4,5 1
4,5
90
640
15
2 170
2 i
7
5,5
125
486
15
2 290
26
4,5
4,5
90
694
15
2 290
24
5
5
100
570
15
2 430
24
6
5
110
640
15
1460
26
5
5
100
620 1
1
15
4
Доски
Гвозди
в кгм
Ь
5
d
1
femp
В см
В см
в мм
в мм
т
860
18
2,5
3,5
60
378
20
960
20
2,5
3,5
60
420
20
960
18
3
4
80
Ь54
15
1050
22
2,5
3,5
60
462
20
1060
18
3,5
4
80
406
15
1 070
20
3
4
80
394
15
1 140
24
2,5
3,5
60
504
20
1 180
22
3
4
80
432
15
1180
20
3,5
4
80
450
15
1 180
18
4
4
80
486
15
1 240
26
2,5
3,5
60
54‘
20
1 280
24
3
4
80
472
15
1 290
22
3,5
4
80
496
15
1 300
18
4,5
4,5
90
444
15
1 320
20
4
4
80
540
15
1 390
26
3
4
80
512
15
1410
24
3,5
4
80
542
15
1 440
18
5
5
100
404
15
1450
22
4
4
80
594
15
1 450
20
4,5
4,5
90
494
15
1 470
18
6
5
110
428
15
1 530
26
3,5
4
80
586
15
1 580
24
4
4
80
646
15
1 590
22
4,5
4,5
90
542
15
1590
18
7
5,5
125
392
15
1 600
20
5
5
j 00
450
15
1 710
26
4
4
80
700
15
1 740
24
4,5
4,5
90
590
15
1 760
22
5
5
100
494
15
1 820
20
6
5
110
528
15
1 890
26
4,5
4,5
90
642
15
1 920
24
5
5
100
538
15
1 980
22
7
5,5
125
490
15
2 070
26
5
5
100
584
15
2 190
24
6
5
110
640
15
2 370
26
7
5,5
125
580
15
2 460
26
6
5
110
712
15
I 4,6 ж; h 26,0 ем
Таблица 4
Q
в кгм
Доски
Гвозди
femp
Ь
в см
д
в см
d
в мм
1
в мм
т
900
18
2,5
3,5
60
390
15
1 000
18
3
4
80
362
15.
1 010
20
2,5
3,5
60
434
15
1 100
18
3,5
4
КО
430
15
1110
22
2,5
3,5
60
476
15
1 110
20
3
4
80
402
15
1210
24
,5
3,5
to
520
15
1 210
18
4
4
80
500
15
1 220
22
3
4
80
442
15
1220
20
3,5
4
80
478
15
1 310
26
2,5
3,5
60
564
15
1 310
18
4,5
4,5
90
450
15
1330
24
3
4
80
482
15
1 340
22
3,5
4
80
526
15
1 340
20
4
4
80
556
15
1430
18
5
5
Юо
410
15
1 440
26
3
4
80
524
15
1 460
20
4,5
4,5
90
500
15
1 470
24
3,5
4
80
574
15
1 480
22
4
4
80
610
15
1580
26
3,5
4
80
620
15
1 580
18
6
5
110
480
15
1 590
20
5
5
loo
456
15
1 600
24
4
4
80
666
15
1 610
22
4,5
4,5
90
F50
15
1 690
18
7
5,5
125
440
15
1 740
26
4
4
80
720
15
1 750
24
4,5
4,5
90
600
15
1 760
22
5
5
100
500
15
1 870
20
6
5
110
565
15
1 900 ,
26
4,5
4,5
90
650
15
1 910
24
5
5
100
546
15
1 970
22
6
5
110
600
15
2 050
26
5
5
100
590
15
2 240
24
6
5
110
680
15
2 430
26
6
5
110
734
15
2 520
26
7
5,5
125
650
15
194
В. Г. ПИСЧИКОБ
I 4,5 м; Л 24,0 ем
Таблица 5
Проволоке ие табл. 6
Q
в кгм
Доски
Гвозди
fcmp
Ъ
в см
5
в см
d
в мм
1
в мм
т
740
18
2,5
3.5
60
364
20
820
20
2,5
S,5
6и
404
20
820
18
3.
4
80
338
20
900
22
2,5
3,5
60
444
20
900
18
3,5
4
80
400
20
920
20
3
4
80
376
20
990
24
2,5
3,5
60
486
20
1000
22
3
4
80
414
20
1 ООО
18
4
4
80
466
15
1010
20
3,5
4
80
444
20
1070
26
2,5
3,5
60
526
20
1090
24
3
4
80
450
20
1 100
18
4.5
4,5
90
420
15
1 110
22
3,5
4
80
488
20
1 110
20
4
4
80
518
15
1 190
26
3
4
80
488
20
1 210
24
3,5
4
80
532
20
1 210
18
5
5
100
386
15
1 220
22
4
4
80
570
15
1 220
20
4,5
4,5
90
46
15
1 310
26
3,5
4
80
576
20
1 330
24
4
4
80
620
15
1 340
22
4,5
4,5
90
514
15
1340
20
5
5
100
428
15
1430
18
6
5
110
480
15
1440
26
4
4
80
670
15
1470
24
4,5
4,5
90
560
15
1480
22
5
5
100
470
15
1 550
18
7
5,5
125
440
15
1580
26
4,5
4,5
90
606
15
1 590
20
6
5
110
530
15
1600
24
5
5
100
514
15
1 740
26
5
5
10и
556
15
1 760
22
6
5
110
5V0
15
1.910
24
6
5
‘110
640
15
1 920
22
7
5,5
125
545
15
2 070
26
6
5
110
690
15
2 320
26
7
5,5
125
656
15
1 4.5 м;
h 22,0 см
Таблица 6
Доски
Гвозди
Q
в кгм
Ь
б
d
1
fcmp
т
в см
в см
в мм
в мм
590
18
2,5 '
3,5
60
1
336
1
20
660
20
2,5
3,5
60
374
20
660
18
3
4
80
312
20
780
22
2,5
3,5
60
410
-20
740
20
3
4
80
346
20
740
18
3,5
4
80
364
20
790
24
2,5
3,5
60
448
20
810
22
3
4
80
382
20
820
18
4
4
80
430
20
830
20
3,5
4
80
404
20
860
26
2,5
3,5
60
4; 6
20
880
24
3
4
so
416
20
910
22
3,5
4
80
444
20
910
18
4,5
4,5
90
394
20
920
20
4
4
80
478
20
960
26
3
4
80
450
20
990
24
3,5
4
80
484
20
1 ООО
22
4
4
80
526
20
1 000
18
Ь
100
Э58
20
1010
20
4,5
4,5
90
438
20
Ю70
26
3,5
4
80
526
20
1090
24
4
4
80
574
20
1 100
22
4,5
4,5
90
482
20
1100
18
5
100
398
20
1 190
26
4
4
80
620
Ю
1 210
24
4,5
4,5
90
5:6
20
1 210
18
6
5
110
448
15
1 220
22
5
5
100
43Я
20
1 310
26
4,5
4,5
0
70
20
1 330
24
5
5
100
478
20
1 340
20
6
5
110
498
15
1 400
18
7
5,5
125
440
15
I 5,0 ж; А 2,40 ел
Q
в кгм
Доски
Гвозди
fcmp
Ъ
в см
5
в см
d
в мм
1
в мм
m
1440
26
5
5
100
518
20
1 4.80
22
6
5
110
548
15
1600
24
6
5
110
598
15
1 740
26
6
5
110
646
15
1 750
22
7
5,5
125
544
15
2 070
26
7
5,5
125
646
15
Т 6,0 лв
h 26,0 см
Таблица 7
Доски
Гвозди
Я.
в мм
Ъ
д
d
1
fcmp
1
1
m
в см
В CM 1
1
1 в мм
1
в мм
650
18
2,5
3,5
60
352
20
720
18
3
4
80
326
20
730
20
2,5
3,5
60
392
20
800
18
3,5
4
80
388
20
800
22
2,5
3,5
60
430
20
800
20
Л
4
80
352
20
870
24
2,5
3,5
60
470
20
870
18
4
4
80
450
20
880
22
3
4
80
398
20
880
20
3,5
4
80
430
20
950
26
2,5
3,5
60
508
20
950
8
4 5
4,5
90
410
20
970
24
3
4
80
434
20
970
22
3,5
4
80
474
20
970
20
4
4
80
500
0
1040
26
3
4
80
470
20
1 040
18
5
5
100
370
15
1 060
20
4,5
4,5
90
456
20
1070
24
3,5
4
80
518
20
1 070
22
4
4
80
550
20
1 150
20
5
5
100
410
ID
1 150
26
3,5
4
80
560
20
1 170
24
4
4
80
600
20
1 170
22
4,5
4,5
90
500
20
1 210
18
5
5
100
456
15
1 260
26
4
4
80
нБО
20
1 270
24
4,5
4,5
90
546
20
1 :70
22
5
5
100
452
15
1 340
20
6
5
110
506
15
1 380
26
4,5
4,5
90
590
20
1 380
24
5
5
100
494
15
430
18
7
5.5
125
460
15
1 470
22
6
5
110
58
15
500
26
5
5
100
534
15
1 520
20
7
5,5
125
486
15
1 ею
24
6
5
110
6'8
15
1 730
26
6
5
110
6h0
15
1 750
22
7
5,5
■1.5
5Ю
15
1 Ь90
24
7
5,5
125
604
15
2 060
26
7
5,5
125
660
15
Таблица 8
Доски
Гвозди
Q
в кгм
Ь
5
1
d
1
m
fcmp
в см
В см
в мм
В мм
530
18
2,5
,5
60
326
20
59
20
2,5
3,5
60
362
20
590
18
3
4
80
304
20
640
22
2,5
3,5
60
398
20
650
18
3,5
4
80
362
20
660
20
3
4
80
338
го
710
24
2,5
3,5
60
434
20
720
18
4
4
80
420
20
720
,22
3
4
80
372
20
730
20
3,5
4
80
402
20
л
БАЛКИ ПРЯМОУГОЛЬНОГО 'СВЧШИЙ
195
Продолжение табл. 8
Q
в кгм
ДОСКИ
Гвозди
fcmp
Ъ
в см
д
В см
d
в мм
1
В мм
т
770
26
2,5
3,5
60
470
20
790
24
3
4
80
406
20
790
18
4,6
4,5
90
380
20
800
22
3,5
4
80
442
20
800
20
4
4
80
446
20
860
26
3
4
80
440
20
870
24
3,5
4
80
482
20
870
18
5
5
100
348
20
880
22
4
4
80
512
20
880
20
4,5
4,5
90
422
20
950
26
3,5
4
80
522
20
90
24
4
4
80
560
20
970
22
4,5
4,5
90
464
20
970
20
5
5
100
386
20
1040
18
6
5
110
422
20
1040
26
4
4
80
606
20
1070
24
4,5
4,5
90
506
20
1070
22
5
5
100
426
20
1150
20
6
5
110
470
20
1 150
26
45
4,5
90
550
20
1160
24
5
5
100
464
20
1 210
18
7
5,5
125
426
15
1 260
26
5
5
100
502
20
1 270
22
6
5
110
516
20
1310
20
‘ 7
5,5
125
474
15
1380
24
6
5
110
564
20
1390
18
8
5,5
150
490
15
1 470
22
7
5,5
125
520
15
1 500
26
6
5
110
610
20
1 610
24
7
.5
125
568
15
1 720
22
8
5,5
150
610
I 15
1 750
26
7
5.5
125
616
15
2 070
26
8
5,5
150
734
15
Продолжение табл. 9
I 6,0 л; h 22,0 см
Таблица 9
а
в кгм
Доски
Гвозди
N
temp
Ь
В см
д
В см
d
в мм
1
в мм
т
420
18
2,5
3,5
60
300
20
470
20
2,5
3,5
60
334
20
470
18
3
4
80
282
20
520
22
2,5
3,5
би
366
20
530
20
3
4
80
314
20
530
18
3,5
4
80
328
20
560
24
2,5
3,5
ео
400
20
и90
22
3
4
80
344
20
590
20
3,5
4
80
364
20
590
18
4
4
80
388
20
610
26
2,5
3,5
60
432
20
630
24
3
4
80
376
20
650
22
3,5
4
80
400
20
650
18
4,5
4,5
90
356
20
660
20
4
4
80
430
20
690
26
3
4
80
406
20
710
24
3,5
4
80
438
20
720
22
4
4
80
474
20
720
18
5
5
100
324
20
730
20
4,5
4,5
90
396
20
770
26
3,5
4
80
474
20
790
24
4
4
80
516
20
800
22
4,5
4,5
90
436
20
800
20
5
5
100
360
20
860
26
4
4
80
560
20
870
18
6
5
110
404
20
870
24
4,5
4,5
90
474
20
880
22
5
5
100
396
20
950
26
4,5
4,5
90
514
20
970
24
5
5
100
432
20
970
20
6
5
110
450
20
1 040
18
7
5,5
125
402
20
Ю40
26
5
5
100
468
20
1070
22
6
5
110
484
20
1150
20
7
5,5
125
446
20
1160
24
6
5
110
540
20
1210
18
8
5,5
150
470
20
Я.
в кгм
Доокй
Гвозди
fcmp
Ь
ъ см
5
в см
d
в мм
1
в мм
т
1240
20
8
5,5
150
484
20
1260
26
6
5
110
584
20
1270
22
7
5,5
125
492:
20
1 380
24
7
5,5
125
536
20
1470
22
8
5,5
150
574
20
1 500
26
7
5,5
125
580.
20
1 550
24
8
5,5
150
608'
20
1750
26
8
5,5
150
680
20
I 6,5 м; Н 26,0 см
Таблица
й
в кгм
Доски
Гвозди
fcmp
Ъ
в см
б
в см
d
в мм
1
в мм
т
480
18
2,5
3.5
60
320
20
530
18
3
4
80
296
20
540
20
2,5
3,5
60'
356
20
590
18
3,5
4
80
354
20
590
22
2,5
3,5
60
390
20
590
20
3
4
80
328
20
640
24
2,5
3,5
60
, 426
20
650
22
3
4
80
362
20
650
18
4
4
80
410
20
650
20
3,5
4
80
394
20
700
26
2,5
3,5
60
462
20
710
18
4,5
4,5
90
372
20
710
24
3
4
80
394
20
720
22
3,5
4
80
432
20
720
20
4
4
80
456
20
770
26
3
4
80
428
20
770
18
5
5
100
338
20
790
24
3,5
4
- 80
472
20
790
22
4
4
80
500
20
790
20
4,5
4,5
90
412
20
850
26
3,5
4
80
510
20
860
20
5
5
100
376
20
870
24
4
4
80
546
20
870
22
4,5
4,5
90
454
20
910
18
6
5
110
416
20
93
26
4
4
80
590
20
940
24
4,5
4,5
90
496
20
950
22
5
5
100
412
20
1010
20
6
5
110
462
20
1020
26
4,5
4,5
90
536
20
1030
24
5
5
100
450
20
1070
18
7
5,5
125
420
20
1 110
22
6
5
110
508
20
1 120
26
5
5
100
488
20
1190
20
7
5,5
125
466
20
1220
24
6
5
110
554
20
1 240
18
8
5,5
150
490
15
1310
22
7
5,5
125
512
20 ■
1320
.26
6
5
110
600
20
1350
20
8
5,5
150
536
15
1430
24
7
5,5
125
560
20 i
1 510
22
8
5,5
150
600
15
1 540
26
7
5,5
125
606
20
1600
24
8
5,5
150
656
15
1 790
26
8
5,5
150
710
15
2 010
26
9
5,5
150
800
15
15,5 м;
h 24,0 см
Таблица 11
Доски
Гвозди
Q
в кг,м
Ъ
д
d
1
т
fcmp
в см
в см
в мм
В мм
410
18
2,5
3,5
60
296
20
440
20
2,5
3,5
60
328
20
440
18
3
4
80
280
20
480
22
2,5
3,5
60
362
20 1
т
В. Г. ПИСЧИКОВ
Продолжение табл. 11
а
в кгм
ДОСКИ
Гвозди
temp
г
Ъ
В см
а
в см
d
в мм
1
в мм
т
480
18
3,5
4
80
330
20
490
20
а
4
80
312
20
520
24
2,5
3,5
60
394
20
580
18
4
4
80
384
20
530
22
3
4
80
342
20
’540
20
3,5
4
80
366
20
570
26
2,5
3,5
60
426
20
590
24
3
4
80
372
20
590
13
4,5
4,5
90
348
20
600
20
4
4
80
426
20
6С0
22
3,5
4
80
404
20
640
26
3
4
80
404
20
640
24
3,5
4
80
440
20
650
22
4
4
ЬО
470
20
650
20
4,5
4,5
90
386
20
650
18
5
5
100
316
20
700
26
3,5
4
80
476
20
710
24
4
4
80
512
20
720
22
4,5
4,5
90
426
20
720
20
5
5
100
350
20
770
18
6
5
110
394
20
770
26
4
4
80
554
20
790
24 ,
4,5
4,5
90
464
20
790
22 1
5
5
100
386
20
850
26
4,5
4,5
90
502
20
860
20
6
5
110
438
20
860
24
5
5
100
420
20
910
18
7
5,5
125
392
20
930
26
5
5
100
456
20
950
22
6
5
110
480
20
1 010
20
7
5,5
125
436
20
1 030
24
6
5
110
524
20
1 070
18
8
5,5
150
460
20
1 110
22
7
5,5
125
480
20
1 120
26
6
5
110
570
20
1 190
20
8
5,5
150
510
28
1 220
24
7
5,5
125
522
20
1240
18
9
5,5
150
534
20
1 250
20
9
5,5
150
542
20
1 310
22
8
5,5
150
562
20
1 3'J0
26
7
5,5
125
566
20
1 430
24
8
5,5
150
612
20
1 510
22
9
5,5
150
650
20
1 540
26 ’
8
5,5
150
664
20
1 570
24
9
5,5
150
676
20
1 790
26
9
5,5
150
770
20
е б,5 л; h 22,0 ем Таблица 12
Q
в кгм
Доски
Гвозди
femp
Ь
в см
д
в см
d
в мм
1
в мм
т
410
24
2,5
3,5
60
364
25
430
2£
3
4
80
258
25
440
20
3,5
4
80
274
25
440
18
4
4
80
356
20
450
26
2,8
3,5
60
394
20
47i
24
3
4
80
282
25
470
22
8,5
4
80
302
25
480
18
4,5
4,5
90
326
20
490.
20
✓ 4
4
80
396
20
510
26
3
4
80
306
25
520
24
8,5
4
80
328
25
530
18
5
5
100
296
20
530
22
4
4
80
436
20
540
20
4,5
4,5
90
362
20
570
26
3,5
4
80
356
25
590
24
4
4
80
474
20
590
22
4,5
4,5
90
398
20
600
20
5
5
100
328
20
640
26
4
4
80
514
20
640 ;
24
4,5
4,5
90
434
20
6S0 ;
22
5
5
100
362
20
650.
18
6
5
110
368
20
700
26
4,5
4,5
90
470
20
710
24
5
5
100
394
20
720
22
6
5
НО
408
20
770
18
7
5,5
125
366
20
Продолжение табл. 12
Я.
в кгм
Доски
Гвозди
femp
Ъ
В см
д
В см
d
в мм
1
в мм
т
770
26
5
5
100
428
20
790
22
6
5
110
450
20
860
20
7
5,5
125
406
20
860
24
6
5
110
490
20
910
18
8
5,5
150
434
20
930
26
6
5
110
532
20
950
22
7
5,5
125
448
20
1000
20
8
5,5
150
482
20
1030
24
7
5,5
125
488
20
1 070
18
9
5,5
150
506
20
1 120
26
7
5,5
125
528
20
1120
22
8
5,5
150
530
20
ИЗО
20
9
5,5
150
532
20
1220
24
8
5,5
150
580
20
1320
22
9
5,5
150
618
20
1 320
26
8
5,5
150
628
20
1410
24
9
5,5
150
664
20
1540
26
9
5,5
150
728
20
I s в,о м; Л 26,0 сл Таблица 13
Я.
в кгм
Доски
Гвозди
femp
Ъ
в см
5
в см
d
в мм
1
в мм
т
400
20
2,5
3,5
60
326
20
40J
18
3
4
80
272
20
450
22
2,5
3,5
60
358
20
450
20
3
4
80
302
20
450
18
3,5
4
80
324
20
490
24
2,5
3,5
60
392
20
490
18
2,5
3,5
10
376
20
500
22
3
4
80
332
20
500
20
3,5
4
80
360
20
530
26
2,5
3,5
60
424
20
540
24
3
4
80
362
20
540
18
4,5
4,5
90
342
20
540
20
4
4
80
418
20
50
22
8 5
4
80
396
20
580
26
3' ■
4
80
392
20
590
18
5
5
100
319
20
600
24
3 5
4
80
432
20
600
22
4’
4
80
460
20
60J
20
4,5
4,5
90
380
20
650
26
35
4
80
468
20
650
24
4
4
80
500
20
650
20
5
5
100
344
20
660
22
4 5
4,5
90
418
20
7С0
18
6
5
110
324
20
710
24
4,5
4,5
90
456
20
720
22
5’
5
100
378
20
770
20
6
5
110
360
20
780
26
4,5
4,5
90
494
20
780
24
5
5
100
412
20
810
18
7
5,5
125
322
20
850
26
5
5
100
448
20
850
22
6
5
НО
396
20
910
20
7
5,5
125
358
20
930
24
6
5
110
432
20
950
18
8
5,5
150
450
20
1000
26
6
5,5
110
468
20
1000
22
7
5,5
125
394
20
1QI0
i0
8
5,5
150
500
20
1090
24
7
5,5
125
430
20
1090
18
9
5,5
150
520
20
1160
22
8
5,5
150
550
20.
1170
26
7
5,5
125
466
20
1210
20
9
5,5
150
576
20
1 220
18
Ю
5,5
150
580
20
1270
24
8
5,5
150
600
20
1 340
22
9
5,5
150
636
20
1 370
26
8
5,5
150
650
20
1450
24
9
5,5
150
694
20
1 520
22
Ю
5,5
150
725
20
1 580
26
9
5,5
150
750
20
1810
26
ю
5,5
150
860
20
БАЛКИ НА ПЛАСТИНЧАТЫХ НАГЕЛЯХ
197
Таблица. 14
I 6,0 м; Л 24,0 см
Q
в пгм
Доски
Гвозди
fcmp
Ъ
в см
б
В см
d
в мм
1
в мм
т
400
22
3
4
80
312
20
400
20
3,5
4
80
370
20
400
18
4
4
80
296
20
430
26
2,5
3,5
60
390
25
440
24
3
4
80
340
20
45Q
22
3,5
4
80
408
20
450
29
4
4
80
328
20
450
18
4,5
4,5
90
320
20
480
26
3
4
80
368
20
490
24
3,5
4
80
444
20
490
18
5
5
100
290
20
500
22
4
4
80
362
20
500
20
4,5
4,5
90
356
20
530
26
3,5
4
80
482
20
540
24
4
4
80
394
20
550
22
4,5
4,5
90
392
20
550
20
5
100
322
20
580
26
4
4
80
428
20
590
18
6
5
110
360
20
600
24
4,5
4,5
90
426
20
600
22
5
5
100
354
20
650
26
4,5
4,5
90
462
20
650
24
5
5
100
386
20
650
20
6
5
110
400
20
690
18
7
5,5
125
360
20
710
26
5
5
100
418
20
720
22
6
5
110
440
20
770
20
7
5,5
125
400
20
780
24
6
5
110
480
20
810
18
8
5,5
150
424
20
850
26
6
5
110
520
20
850
22
7
5,5
125
440
20
910
20
8
5,5
150
472
20
930
24
7
5,5
125
480
20
950
18.
9
5,5
150
490 '
20
1000
26
7
5,5
125
520
20
1000
22
8
5,5
150
520
29
1050
20
9
5,5
150
544
20
1090
24
8
5,5
150
564
20
1090
18
10
5,5
150
564
20
1 140
20
10
5,5
150
590
20
1160
22
9
5,5
150
600
20
1170
26
8
5,5
150
614
20
1 260
24
9
5,5
150
652
20
1 340
22
10
5,5
150
690
20
1170
26
9
5,5
150
700
20
1420
24
10
5,5
150
736
20
1580
26
10
5,5
150
820
20
Таблица 15
t 6,0 ж; h 22,0 см
9
в кгм
Доски
Гвозди
fcmp
Ъ
в см
б
в см
d
в мм
1
в мм
т
400
24
3,5
4
80
362
25
400
22
4
4
80
370
25
400
20
4,5
4,5
90
330
25
400
18
5
5
100
270
25
430
26
3,5
4
80
392
25
440
24
4
4
80
404
25
450
22
4,5
4,5
90
364
25
450
20
5
5
110
300
25
480
26
4
4
80
436
25
490
24
4,5
4,5
90
396
25
490
18
6
5
110
336
25
500
22
5
5
100
330
25
630
26
4 5
4,5
90
430
25
540
24
5’
5
100
Ь60
25
550
20
6
5
110
374
25
580
26
5
5
100
390
25
590
18
7
5,5
125
336
20
600
22
6
5
110
410
25
50
24
6
5
110
448
25
650
20
7
5,5
125
374
20
690
18
8
5,5
150
400
20
710
26
6
5
150
484
25
720
22
7
5,5
125
410
20
770
20
8
5,5
150
444
20
780
24
7
5,5
125
448
20
810
18
9
5,5
150
462
20
850
26
7
5,5
125
484
20
850
22
8
5,5
150
488
20
910
20
9
5,5
150
514
20
940
24
8
5,5
150
532
20
940
18
10
5,5
150
530
20
1000
26
8
5,5
150
578
20
1000
22
9
5,5
150
566
20
1050
20
10
5,5
150
590
20
1090
24
9
5,5
150
616
20
1160
22
10
5,5
150
648
20
1170
26
9
5,5
150
668
20
1 260
24
10
5,5
150
706
20
1370
26
10
5,5
150
766
20
в Иэ полученных таким образом трех балок выбираем наиболее экономичную, каковой в нашем случае по произведенной калькуляции является балка с расчетной нагрузкой j 1430 кгм при h 26,0 см.
г По этой нагрузке q 1430 кгм из таблицы для I 5,0 м и h 26,0 см получаем все необходимые данные для конструирования, а именно ширину балки Ъ 18,0 см; толщину нашивок д 7,0 см, диаметр гвоэдей d 5,5 мм и их длину
I 125 мм; число гвоздей на всю балку т 460 и наконец конструктивный строительный подъем балки тр 15 мм.
При размещении гвоздей в крайней зоне балки на длине 14 I сверху и снизу должно быть распределено по 0,1875 т., т. е- 0,1875 460 86 шт., а в средней зоне гвозди должны быть поставлены втрое реже. Фактическое распределение гвоздей показано на фиг. 3.
УШ-А. ВАЛКИ НА ПЛАСТИНЧАТЫХ
1. Общие сведения
Такие балки составляются из отдельных положенных друг на друга брусьев, соединенных по шву пластинками из твердого дерева фиг. 1 Инж. В. С. ДЕРЕВЯГИЕ НАГЕЛЯХ СИСТЕМЫ ДЕРЕВЯГИНА
пластинчатыми нагелями. Балкам, состоящим обычно из двух или трех брусьбв, обязательно придается конструктивный строительный подъем, т. е. пластинчатые нагели ставятся после выгиба балок в специальном станке.
198
В. С. ДЕРЕВЯГИН
Пластинчатые нагели по форме напоминают шпонки, но по характеру работы являются нагелями, так как, защемляясь в гнезде, работают на изгиб и смятие и в отличие от шпоночных соединений не дают распора и потому не требуют болтов. Пластинчатые нагели являются податливыми свябями. Податливость соединения, а
В деревянных конструкциях большое значение и большую трудность представляет точная пригонка связей, необходимая для их совместной
Разрез поА-б
415.£1.5
Балкам придается ковструктйРВЫЙ подъем. Стрела подъема равна. Пластинки дубовые 'сквозные
Фиг,1. Балки из двух брусьев
также точность механического изготовления, при котором одновременно выбираются гнезда сразу в обоих сплачиваемых брусьях фиг. 2, обеспечивают совместную работу всех пластинчатых нагелей, расположенных по шву балки-
Есиытания, произведенные автором в лаборатории ЩНИПС, как моделей, так и балок в натуральную величину приводили обычно к разрушению нижнего бруса от разрыва. В это время пластинчатые нагели обычно тоже находились в состоянии, близком в разрушению '.фиг. 3. Отсутствие местных перенапряжений в любом из нагелей обеспечивало при испытаниях высокие запасы срочности от 3,5 до 5,5.
Строительный подъем, создающий некоторое защемление пластинчатых нагелей в гнезде даже при отсутствии нагрузки, позволяет осуществлять балки совершенно без болтов, т. е. получать вполне безметальную конструкцию.
Фиг. 2. Пластинчатые нагели у конца балки при расчетном ее загружении
Балки этой системы требуют механизированного изготовления: гнезда для пластинчатых нагелей должны выбираться переносным электродолбежником, а определенная толщина нагелей должна быть обеспечена строгальным станком рейсмусовкой.
Стационарные цепнодолбежные станки давно уже получили распространение в деревообрабатывающем деле; переносные электродолбежные станки были ввезены изва границы, но вначале не находили себе широкого применения; они могут быть рационально использованы для обработки тяжелых объектов которые неудобно подносить к стационарным станкам и особенно при сборке балок на пластинчатых нагелях 1.
работы. Применение электродолбежника позволяет сразу выбрать гнезда строго определенного
Фиг. 3. Пластинчатые нагели у конца балки в состоянии близком к разрушению
размера в обоих сплачиваемых брусьях. Несложность и быстрота выборки гнезд позволяют ставить большое количество нагелей по длине балки, при этом возможный дефект в отдельном месте лишь незначительно влияет на все соединение.
Экономически применение балок на пластинчатых нагелях оправдывается лишь при большом объеме работ.
Однако при организации производства балок на постоянном стройзаводе 2 для объектов, расположенных в радиусе действия данного стройзавода, можно применять такие балки и в небольшом числе.
Оптимальной областью применения балок на пластинчатых нагелях являются кровельные покрытия.
Так например, балки были удачно применены в качестве бежник советского про прогонов по деревянным изводства
Фиг. 4. Электродол-
1 В настоящее время трест Союзстроймеханизация выпустил партию электродолбежников советского из- По примеру стройзавода 2 треста Строитель готовления фиг. 4. Максимальный ход станка 15 см. в Москве.
БАЛШ НА ПЛАСТИНЧАТЫХ НАГЕЛЯХ
199
колоннам при сетке колонн 6 х 6 м и расстоянии между балками 6 м. Рекомендуется применение балок в качестве прогонов и в междуэтажных перекрытиях. Представляется возможным применение балок на нагелях в качестве подкрановых. Ввиду того что строганые балки без болтов и без выступающих частей имеют приятный внешний вид, следует проектировать их открытыми.
2. Конструктивные указания
Гнезда для нагелей могут быть сквозными фиг. 1 и глухими фиг. 5 и 6. Гнезда для глухих нагелей выбираются с двух сторон балки, располагаются в плане в шахматном порядке и доходят до половины ширины балки. Глухие гнезда применяются главным образом при ширине балок, превышающей максимальный ход электродолбежника 10 15 см.
Принято следующее обозначение размеров нагеля: толщиной 6Н называют наименьший размер его поперек волокон, совпадающий с направлением волокон балки, шириной Ън наибольший его размер по направлению ширины балки и длиной 1Н размер по направлению, перпендикулярному к плоскости сплачивания брусьев.
Соотношение между длиной и толщиной нагеля было установлено экспериментально. Нагель хорошо заделан в гнезде и лучше всего работает при длине его:
Iн 455-
Увеличение длины нагеля свыше 4,55М при данной его толщине не дает значительного приращения крепости нагеля, но увеличивает ослабление брусьев. Уменьшение длины нагеля ухудшает его заделку в гнезде и может быть допущено только в виде исключения при одновременном пропорциональном уменьшении допускаемого усилия. Во всяком случае не рекомендуется делать 1Н 45И.
Толщина дн берется от 10 до 15 мм. Рекомендуется применять нагели толщиной бн 12 мм. При длине 1Н 4,5:
дн 4,5 12 54 мм.
Для удобства забивания нагелей, а также для предотвращения образования щели по шву длину гнезда следует делать на 2 мм больше длины нагеля.
Минимальный шаг нагелей, установленный экспериментально, равен:
smin 3,5 he дн,
где he глубина врезки в брус;
8Н толщина нагеля.
При 1Н 4,55„ получим smln 95И.
Назначать расстояние между пластинчатыми нагелями менее 95И даже при условии соответствующего снижения нагрузки на нагель не разрешается ввиду резкого снижения запаса прочности при уменьшении шага в сильной степени начинает сказываться отдирание волокон. Высоту брусьев не рекомендуется брать более 26 см из опасения сильного растрескивания при усыхании. Максимально допускаемое ослабление бруса высота врезки не должно превосходить 15 от его высоты.
Балки могут проектироваться как иэ двух, так и из трех брусьев. В тех случаях, когда проектировщик не стеснен габаритом, следует
Фиг. 5. Балки из трех брусьев Фиг. 6. Разрез через
пластинчатый нагель
200
В. С. ДЕРЕВЯГИН
проектировать балки И8 трех брусьев, т. е. большей высоты, для увеличения жесткости и снижения расхода древесины.
При устройстве конструктивного строительного подъема второго рода в балках ив трех брусьев средний брус не работает на нормальную силу, а потому казалось бы возможным составление его И8 коротышей. Однако произведенные испытания показали, что это приводит к снижению вапаса прочности. Поэтому как средний брус, так и крайние должны проектироваться неразревными.
Опорные реакции должны быть приложены к нижнему брусу балки, а нагрузка к верхнему. В случае расположения нагрузки в уровне нижнего бруса ее следует передавать при помощи хомутов непосредственно на верхний брус. Необходимо иметь в виду, что пластинчатые нагели
Фиг. 7. Конструкция стыка в консольнобалочной схеме
плотно соприкасаются в гнездах с брусьями, поэтому постановка стяжных болтов не может оправдать приложения нагрузки к нижнему брусу. При усушке брусьев болты выключаются из работы и нагрузка будет полностью воспринята нагелями. В результате могут последовать отдирание волокон и разрушение балки.
В случае проектирования консольных балок опорное давление от вкладыша следует передавать при помощи болтов или хомутов на верхний брус консоли согласно фиг. 7.
3. Расчет
Согласно ТУ и Н при устройстве конструктивного строительного подъема второго рода можно принимать распределение нормальных напряжений в брусьях балки по прямоугольной эпюре.
Если допустить для такой балки то же нормальное напряжение, что и для монолитной балки с треугольной эпюрой, то для балки из двух брусьев расчетная нагрузка получится в полтора раза больше, чем для монолитной такого же поперечного сечения фиг. 8.
Однако прямоугольная эпюра имеет место только при расчетной нагрузке. При неличении нагрузки прямоугольная эпюра искажается и при больших
нагрузках, сопровождающихся увеличенными сдвигами, получает очертание, близкое к треугольному.
Поэтому разрушающая нагрузка для составной балки хотя бы и с конструктивным строительным подъемом получается не больше, чем для монолитной того же сечения. Таким образом конструктивный строительный подъем
устраняет провисание балок, но увеличения запаса прочности по сравнению с балками бее кон
НО 1
Фиг. 8. Расчетная эпюра напряжений в сечении балки
структивного строительного подъема не дает. Опыты, произведенные в ЦНИПС инженерами Ковальчуком М. Ф., Рабиновичем А. И., Деревягиным В. С., вполне подтвердили это. Для того чтобы получить для балок с конструктивным строительным подъемом второго рода расчетную нагрузку, одинаковую с монолитными балками такого же сечения, следует при учете конструктивного строительного подъема второго рода основные допускаемые нормальные напряжения понизить и принять равными:
для балок из двух брусьев ге 75 80 кгсмг трех п 90 При конструктивном строительном подъеме первого рода берется обычная треугольная эпюра нормальных напряжений при том же допускаемом напряжении, как и для монолитных балок. Расчет ведется с учетом ослабления сечения брусьев.
При проектировании балок необходимо вводить в расчет обычные поправочные коэфициенты к допускаемым напряжениям согласно нормам на влажность и сорт леса, класс сооружения и пр. Для пластинчатых нагелей снижения допускаемых на них усилий можно не производить.
Стрела конструктивного строительного подъема подсчитывается по ТУ и Н. Сдвиг при расчетном вагружении связей принимается равным 6 1,5 мм.
Полная сдвигающая сила на любом участке балки равна разности нормальных сил на концах участка. В балке на двух опорах при симметричной нагрузке полная сдвигающая сила на половине длины балки равна максимальной расчетной нормальной силе в брусе:
у дт
1 о ■‘’max-
При конструктивном строительном подъеме первого рода полная сдвигающая сила на половине пролета при симметричной нагрузке равна:
т Чг 3 М
для балок из двух брусьев: Т0 -2 ;
для балок ив трех брусьев: Т02 j ,
где М максимальный изгибающий момент в балке;
h полная высота балки.
Расчетное количество связей на полную сдвигающую силу Тг расставляется по концам балки на участках 0,4 I. Связи в середине балки не только бесполезны, но даже вредны, ибо приводят к нежелательному ослаблению брусьев в этом месте, и потому на участке 0,21 вовсе не ставятся. Обычно расчет производится по допускаемому нормальному напряжению, в случае же невозможности расстановки связей по прочности шва.
По ТУ и Н 130 и след. нагельные сопряжения рассчитываются на изгиб и смятие. Ввиду того что длина пластинчатых нагелей задана постоянной, явилась возможность дать для расчета их одну эмпирическую формулу:
Тм АднЪн, 2
где Тн допускаемое усилие на один нагель в кг; к эмпирический коэфициент в кгсм2;
8Н толщина нагеля в см;
Ън ширина нагеля в см.
Для дуба с влажностью до 15 принято к 40 при 1Н 4,55К. По внешнему виду ф-лы 2 можно предположить, что нагель рассчитывается на срез произведение 8НЪМ дает площадь попе-
БАЛКИ НА ПЛАСТИНЧАТЫХ НАГЕЛЯХ 291
речного сечения нагеля, а к может быть истолковано как допускаемое напряжение на срез. На самом деле, как указано выше, нагель рассчитывается на изгиб и смятие.
В случае возможности расстановки рекомендуется число пластинчатых нагелей назначать с запасом против расчетного. Стоимость нагеля измеряется копейками, и постановка добавочных нагелей практически не отражается на стоимости балок.
При высоких балках из трех брусьев следует производить поверку напряжений на смятие опор.
4. Примеры расчета
1 Балка из двух брусьев
Требуется рассчитать балку из двух брусьев сечением 18 X 10 см фиг. 1. Балке придается конструктивный строительный подъем второго рода. Длина балки I 6,40 м. Расчетный пролет I' 6,20 м. Коэфициент понижения нормальных напряжений на влажность и породу дерева принимаем равным 0,85.
Принимаем дубовые нагели размером 1,2 X X 5,4 X 10 см. Высота выреза в брусе:
he 1 28 мм.
Соответственно этому размеру должны быть взяты линейка и цепь в цепнодолбежном станке.
Допускаемое нормальное напряжение:
75 0,85 64 кгсм2.
Для удобства первоначально производим расчет для балки шириной 1 см.
Рабочая площадь одного бруса:
F.
нетто
18 2,8 1 15,2 см2.
Допускаемая нормальная сила:
N 64 15,2 973 кг.
флечо внутренней пары фиг. 8:
е 18 2,8 20,8 см.
Момент внутренней пары:
М Ne 973 20,8 20 200 кгсм 202 кем
должен быть равен внешнему моменту:
откуда допускаемая нагрузка на 1 пог. м при ширине балки, равной 1 см:
’ Ne 8 202-8 ,л л „ ,
д, 5- г 42,0 кгм.
ч Г 6,20 '
Соответственно на ширину балки, равную 10 см, допускаемая гнагрузка:
71о 10 42,0 10 420 кгм.
Расчет нагелей.
Допускаемое усилие на один нагель при Ъ
1 см:
7г 40 8НЪ 40 1,2 1,0 48 кг.
Полная сдвигающая сила на половине пролета балки, равная максимальной нормальной силе:
Т„11г Nmax 973 кз.
Число нагелей, необходимое для воспринятая сдвигающей силы:
ттТ 3 20шт
Шаг нагелей:
Smin 95Н 9. 1,2 10,8 см.
Назначаем шаг s 11,5 см.
Нагели расставляем на участках 0,4 I от концов балки:
0,4 I 0,4 6,40 2,56 м.
Число нагелей на длине 2,56 м:
2,56 яд д ТТ75 22,2 шт-
Принимаем т 23 шт.
Определение стрелы подъема:
е 20 8
т -его ’033; из номограммы стр. 152 прю п 75 кгсм2 имеем:
■ f 620 I 220 ’ 'УпР 220 см'
Сдвиг по шву при расчетном загружении нагелей принимается равным 1,5 мм.
Прогиб балки от сдвига в шве:
. _ _ 620 0,15
Зе 3 20,8 ’
см.
Стрела выгиба балки в станке:
fcmp 2,8 1,5 4,3 см.
Принимаем 4,5 см.
2 Балка из трех брусьев
Требуется рассчитать балку из трезь брусьев сечением 14 х 14 см фиг. 5.
Балке придается конструктивный строительный подъем второго рода. Длина балки I 5,20 м. Расчетный пролет Г5,00л.
Относительная высота балки:
SE 15.6
15.6
i
Ш'
Фиг. 9. Эпюра напряжений в ослабленном сечении
_ 42 1_
I 500 12
Коэфициент снижения нормальных напряжений на влажность и марку леса принимаем равным
0,9 0,8 0,72.
Допускаемое нормальное напряжение:
п 90 0,72 65 кгсм2.
Для скрепления брусьев применяем дубовые нагели с размерами 8Н 1,2 см 1Н 5,4 см. Высота выреза в брусе:
he 1 мм Т 1 28 мм-
Производим расчет для балки шириной 1 см„ Рабочая площадь одного бруса:
нетто
14 2,8 1 11,2 см2.
Допускаемая нормальная сила:
JV 65 11,2 728 кг.
Плечо внутренней пары фиг. 9: е 2h he 2 14 2,8 30,8 см. Момент внутренней пары:
М Ne 728 30,8 22 400 кгсм 224 кгж
202
В. С. ДЕРЕВЯГИН
Внутренний момент равен внешнему:
Допустимая нагрузка на балку шириной Ь 1 см:
Ne- 8 224-8
21 рГ 25 72 КгЛ4-
При Ъ 14 си допустимая нагрузка:
22х 14 72 14 1 ООО кгл.
Допускаемое напряжение на смятие поперек волокон принимаем:
л j. 15 0,72 11 кгсм2.
При длине опоры в 20 см напряжения смятия бруса:
п 9,0 'м 11 кгси2-
Расчет нагелей При 6 1 см Тг 48 в.
Полная сдвигающая сила на половине пролета балки:
Т0Щ iVmax 728 кг.
Необходимое число нагелей для воспринятия двигающей силы:
N 728 ЛК тТ 48 15шт-
Расставляем нагели на участках 0.4Z по концам балки:
0,4г 0,4 5,20 2,08 м.
Шаг нагелей принимаем равным:
s 10 5Н 10 1,2 12 см.
Число нагелей на длине 2,18 м:
208
тп 17,3. Принимаем m 18 шт.
Определение стрелы подъема:
fcmp fynp “Ь fcdei
fynp определяем по графику стр. 152 для балок шри напряжении 90 кгсмг:
1 JL0’® о 062-
I 500
f_ 1. I _ 500 _ , QQ
I 360 ’ ' 360 360 ’ CM'J
Ed I
fcde T 2 0,15 500
1,62 CM.
3e 3 30,8
Стрела выгиба балок в станке:
feMp 1,39 1,62 3,01 см.
Принимаем fcmp 3,5 см.
5. Инструкция по изготовлению балок
1 Заготовка пластинчатых нагелей
1. Пластинчатые нагели изготовляются из дуба. Волокна в пластинчатых нагелях должны быть направлены перпендикулярно к шву сплачиваемых брусьев.
2. Для увязки толщины нагелей с толщиной гнезда нужно поступать следующим образом. Переносным электродолбежником с той режущей цепью, которая предназначена для сборки балок, выбирается несколько пробных гнезд в куске бруса, который затем поступает в столярный цех, ве
дущий заготовку нагелей. В столярном цехе по этим гнездам устанавливают рейсмусовку на такую толщину нагелей, чтобы они заходили в гнезда с легким трением, не ломаясь при забивке пластинчатые нагели забиваются поперек волокон. При этом согласуется с гнездом и длина нагеля, каковая назначается на 2 мм меньше длины гнезда с тем, чтобы у торцов нагеля были зазоры по 1 мм фиг. 1 и 5. Это улучшает забивку нагелей и частично предотвращает образование щели по шву между брусьями, возникающей вследствие их усушки.
3. Желательно, чтобы направление годичных слоев было параллельно ширине нагелей и перпендикулярно их толщине фиг. 10. Такое рас-
Фиг. 10. Расположение годичных слоев в пластинчатых нагелях
положение годичных слоев уменьшает колебание толщины нагелей при изменении их влажности и кроме того, как показали опыты, повышает их крепость.
Ввиду того что нагели имеют небольшие размеры, выполнение указанного требования не представляет затруднений.
4. Нагели, как правило, делаются составными. Применение составных по ширине балки нагелей с точки зрения крепости балки вполне допустимо, а в производственном отношении хорошо тем, что позволяет использовать отходы, уменьшает коробление при сушке, увеличивает выход материала.
5. Древесина пластинчатых нагелей должна быть сухой с влажностью до 15. В случае недостаточно сухой древесины брусьев нагели хотя и впитают после забивки влагу из брусьев, но зато, разбухнув, плоуно заполнят гнездо и тем самым увеличат свою мощность. Полезно поэтому древесину нагелей пересушивать. Необходимо иметь в виду, что при хранении готовых нагелей не в сухом месте они разбухают и при забивке ломаются. Сушка древесины для нагелей может быть организована да;'не в небольшой столярной сушилке.
6. Как заготовка пластинчатых нагелей, так и сборка балок должны производиться одной организацией. Не рекомендуется передавать заказ на заготовку пластинчатых нагелей на сторону, так как это создает организационные и технические затруднения.
2 Сборка баЛок
7. Балки собираются механизированным способом с помощью переносного электродолбежника фиг. 4.
Изготовление балок кустарным способом выборка гнезд долотом, пилой и т. п. запрещается.
ТАБЛИЦЫ БАЛОК НА ПЛАСТИНЧАТЫХ НАГЕЛЯХ
203
8. При сборке балок следует отбирать лучший лес на нижний пояс. Особенно следует избегать сучков на нижней кромке нижнего пояса. На это очень проото выполнимое требование к сожалению обращают очень мало внимания; однако блин и тот же лес, но неправильно уложенный в дело, может в два раза снизить запас прочности.
9. Балки удобно собирать в специальном станке системы автора фиг. 11.
Ьтанок состоит иэ бруса-средника 1, который опирается своими концами на подставки 2. Для того чтобы балки можно было переворачивать в станке, средник делается вращающимся в подставках. Для этого концы средника обделываются на цилиндр, а в подставках делается со-
стороны забиваются дополнительно, заполняя все гнездо. Для вынимания козел при перевертывании балок концы средника вместе с балками немного приподнимаются так, чтобы можно было вынуть козлы. Подъем производится рычагом 8, конец которого просовывается в скобы 9, забитые сверху и снизу у концов средника.
10. Соприкасающиеся брусья должны быть плотно пригнаны по шву. Заэоры между брусьями допускаются не более 1 мм.
11. При забивке нагелей возможно оставление в гнезде пустого пространства. На это должно быть обращено самое серьезное внимание. Закладывание пластинчатых нагелей должно быть поручено одному ответственному лицу.
ответствукяцее углубление 3. В случае металлической цапфы на концы средника одеваются бугеля, а с торцов вставляются куски круглого железа 0 25 мм, выступающие из торцов. На подставки прибиваются металлические подшипники куски полосового железа с углублением для цапф. Оба варианта дали на практике удовлетворительные результаты. Посредине с двух сторон средника прибиваются отрезки дерева бабышки 4 толщиной, равной стреле конструктивного строительного подъема для середины балки. На концы средника одеваются металлические хомуты 5 для выгиба балок. Металлический хомут представляет собой два железных прута тяги, связанных по концам отрезками швеллера. У одного конца хомута имеется подвижная планка упор, которая при помощи винта стягивает концы балок. На станке фиг. 11 собираются сразу две балки 6. Они укладываются с двух сторон средника на отъемные козлы 7 и выгибаются хомутами навстречу друг другу. Брусья балок, изгибаясь, дают плавную кривую предварительного выгиба.
При глухих гнездах перевертывание балок в станке нёобходимо, но даже и при сквозных гнездах в случае применения составных по ширине пластинчатых нагелей балки также рекомендуется перевертывать. nijn этом вначале пластинчатые нагеля забиваются не на полную ширину балки, а потом с другой
12. Необходимо строго следить за недопущением неравномерной зарезки в обоих брусьях сдвиг гнезда в сторону одного из брусьев. Имеющийся у электродолбежника боковой упор, как показала практика, не может обеспечить равномерного зарезания гнезда вследствие, того, что брусья никогда не имеют одинаковых поперечных размеров по длине. Обычно плотники, опираясь на свой опыт, устанавливают станок каждый раз на-глаз. В результате все же получается неравномерная врезка. Для обеспечения правильной врезки рекомендуется на нижней планке электродолбежника по центру прикрепить стрелку, которую следует устанавливать каждый раз строго по шву балок. Допуск во врезке по длине гнезда не должен превосходить 2 мм.
13. Готовые балки следует хранить в закрытом от увлажнения месте, укладывая их на прокладках. Более' подробные сведения см. журнал Плотник и столяр 2 и 4, 1935 г.
Жиж. В. Г. ПИСЧИВОВ
У1П-В. ТАБЛИЦЫ ВАЛОК НА ПЛАСТИНЧАТЫХ НАГЕЛЯХ СИСТЕМЫ ДЕРЕВЯГИНА 1
1. Область применения таблиц
Нижеприводимые таблицы должны в первую очередь удовлетворить потребность в проектирований несущих прогонов для междуэтажных перекрытий промышленных зданий, где такие прогоны
1 Разработаны в отделе технических исследований я стандартов Промстройпроекта инж. В. А. Замараевым под руководством инж. В. Г. Писчикова.
должны применяться в наибольшем объеме. Этим объясняются ограниченность пролетов до б м и жесткие требования в отношении прогиба не более Voo I.
При использовании круглого окантованного леса пролет прогонов может быть увеличен до 9 м.
Для кровельных покрытий допустимый прогиб может быть увеличен до 1250 гзоо
204
В. Г. писчиков
Однако и при этих ограничениях таблицы могут иметь достаточно обширное применение особенно ввиду новизны самой конструкции и отсутствия навыков в ее проектировании у большинства проектировщиков.
2. Принципы составления таблиц
Таблицы составлены для пролетов I 4,0; 4,5, 5,0, 5,5 и 6,0 л.
За исходные данные приняты размеры брусьев, высота которых изменяется от 10 до 26 см, а ширина от 10 до 20 см.
В таблицах даны два типа балок:
а двухпоясные, составленные ив двух брусьев по высоте;
б трехпоясные иэ трех брусьев по высоте.
Для трехпоясных балок принято три размера высоты среднего бруса: 22, 24 и 26 см.
Конструктивная высота двухпоясных балок изменяется от 30 до 52 см, а трехпоясных от 42 до 60 см.
В таблицах приведены 1013 составных сечений, полностью охватывающих все случаи возможных 'нагрузок для этого типа конструкции. При выборе сечения балки по таблицам учитываются данные экономической характеристики.
Балки рассчитаны под нагрузку, равномерно распределенную по пролету.
В таблицах даны полезные нагрузки в килограммах на 1 пог. м, полученные как разность между допустимой нагрузкой и собственным весом балок, исчислявшимся для древесины с объемным весом 550 кгм3.
Для различных пролетов допустимые полезные нагрузки изменяются в следующих пределах:
1
4,0
4,5
5,0
5,5
6,0
9
610 2 7S0
460-2410
400-2130
410-1920
410 1760
3. Метод расчета балок
Расчет балок выполнен с учетом конструктивного строительного подъема второго рода.
Допустимые нагрузки определены для напряжения п 0,8 0,9 400 72 кгсм2 при
прогибе балки щ
Коэфициент 0,8, понижающий основное допускаемое напряжение, принят на основании опытных данных ЦНИПС, а коэфициент 0.9 введен на влажность древесины.
4. Вычисление допустимых нагрузок ,
а Расчет по нормальным напряжениям
В простой балке, несущей равномерно распределенную нагрузку, момент внешних сил
Лтах уравновешивается моментом сопро
тивления внутренних сил:
n
При полном использовании допускаемого напряжения интенсивность нагрузки определяется выражением:
2
8 п Рц 9 __ FH
б Расчет по жесткости Задаваясь при прогибе по середине пролета:
в
_ 5 ql
max 38£EI
отношением
получим:
max
I
400
bqt з 1_
ZUEI 400
V
Отсюда нагрузка, допустимая из условий жесткости, найдется по формуле:
f
а ЬЕ1Н _.л _Г 5-40013 19 200 1Я ,
13
8
где 1Н момент инерции с учетом ослабления брусьев нагелями.
Г’’
в Расчет по прочности нагельного
шва
Сумма сил сдвига на половине пролета равна:
jj fli
е 8е '
Нагели, равномерно размещенные на длине 0,4 I от опоры, способны воспринять силу Т112 тТн.
При полном использовании мощности нагельного шва интенсивность нагрузки определяется по формуле:
_ 8тТн е 9t IT-
9
12
12
5
Табличное значение допустимой нагрузки соответствует наименьшему из значений, получаемых по ф-лам 5, 8 и 9.
5. Конструктивный строительный подъем
Необходимая величина подъема по середине пролета балок определялась в соответствии с 199 ТУ и Н:
fcmp осдв 384 1М 1е Ё Зе ’
где 1С сумма моментов инерции брусьев, составляющих балку, относительно их собственных осей с учетом ослабления сечения нагелями;
д сдвиг в нагельном шве, принятый на основании опытных данных ЦНИПС равным 1,5 мм.
Получаемые по ф-ле 10 значения округлялись до 5 мм.
в. Данные о пластинчатых аагелях
Нагели запроектированы из твердых пород древесины дуб, клен, бук, ясень с влажностью до 15.
Независимо от размеров брусьев, составляющих балку, толщина нагелей принята равной 10 мм и длина 45 мм.
Допускаемое усилие в килограммах на один пластинчатый нагель для указанных данностей определяется по формуле:
Тн 40 Ь,
где Ъ ширина нагеля соответственно ширине балки. Минимальный шаг нагелей, принятый в таблицах:
smn 95 мм.
ТАБЛИЦЫ БАЛОК НА ПЛАСТИНЧАТЫХ НАГЕЛЯХ
205
Таблица 1 Продолжение
Элементы балок продетом 1 4,0 м Брусья
Шаг
наге-
femp
4
ширина в см
кгпог. м
высота в см
лёй в см
в см
610
15 15
10
9,5
2,5
640
16 16
10
9,5
2
670
15 15
11
9,5
2,5
680
17 17
10
9.5
9.5
2
710
16 16
11
2
715
18 18
10
9,Б
2
730
15 15
12
9,5
2,5
750
17 17
11
9,5
2
750
19 19
10
9,5
1,5
770
16 16
12
9,5
2
780
20 20
10
9,5
1,5
790
15 15
13
9,5
2,5
790
18 18
11
9,5
2
820
21 21
10
9,5
1,5
820
17 17
12
9,5
2
830
19 19
11
9,5
1,5
840
16 16
13
9,5
2
850
15 15
14
9.5
2,5
860
18 18
12
9,5
2
860
22 22
10
9,5
1,5
860
20 20
11
9,5
1,5
890
17 17
13
9,5
2
890
23 23
10
9,5
1,5
900
16 16
14
9,5
2
900
21 21
1L
9,5
1,5
900
19 19
12
9,5
1,5
910
15 15
15
9,5
2,5
920
л 24 24
10
9,5
1,5
920
Ю 22 10
10
12,5
2
т
18 18
13
9,5
2
940
20 20
12
9,5
1,5
940
22 22
11
9,5
1,5
960
17 17
14
9,5
2
960
16 16
15
9,5
2
90
25 25
10
9,5
1
970
15 15
16
9,5
2,5
970
19 19
13
9.5
1,5
970
23 23
11
9,5
1,5
970
Ю 24 10
10
12,5
2
980
21 21
12
9,6
1,5
990
26 26
10
9,5
1
1000
18 18
14
9,5
2
1020
17 17
15
9,5
2
1020
24 24
11
9,5
1,5
1 020
, 20 20
13
9,5
1,5
1020
26 10
10
12,5
1,5
юзо
15 15
17
9,5
2,5
1030
16 16
16
У,5
2
1030
22 22
12
9,5
1,5
1 050
19 19
и
9,5
1,5
1060
21 21
13
9,5
1,5
Ю60
25 25
11
9,5
1
1060
23 23
12
9,5
1,5
1070
18 18
15
9,5
2
1 070
11 22 11
10
11,0
2
1090
15 15
18
9,5
2,5
1090
17 17
16
9,5
2
1090
16 16
17
9,5
2
1 Q90
ноо
26 26 10 22 10
11 12
9,5
12,5
1
2
1100
20 20
14
9,5
1,5
1110
22 22
13
9,5
1,5
ИЮ
24 24
12
9,5
1,5
1120
19 19
15
9,5
1,5
1140
21 21
14
9,5
1,5
1140
18 18
16
9,5
2
1140
Ю 24 10
10
11,0
2
1150
23 23
13
9,5
1,5
1160
15 15
19
9,5
2,5
1160
16 16
18
9,5
2
И60
Ю 24 10
12
12,5
2
1160
17 17
17
9,5
2
Ибо
25 25
12
9,5
1
1180
20 20
15
9,5
1,5
1180
26 26
12
9,5
1
1190
И 26 11
10
11,0
1,5
1 200
19 19
16
9,5
1,5
1 200
24 24
13
9,5
1,5
1200
22 22
14
9,5
1,5
1 220
15 15
20 Л
9,5
2,5
1 220
16 16
19
9,5
2
1 220
17 17
17
9,5
2
1 220
12 22 12
10
10,0
2
1 230
17 17
18
9,5
2
1 230
21 21
15
9,5
1,5
1 230
Ю 26 10
12
12,5
1,5
1 240
23 23
14
9,5
1,5
Q
в кгпог. м
Брусья
Шаг нагелей в см
femp в см
высота в см
ши
рина
в см
1 250
25 25
13
9,5
1
1 260
20 20
16
9,5
1,5
1 280
18 18
18
9,5
2
1 280
19 19
17
9,5
1,5
1280
22 22
15
9,5
1,5
1 290
24 24
14
9,5
1,5
1 290
26 26
13
9,5
1
1 290
П 22 11
12
11,0
2
1 290
10 22 10
14
12,5
2
1 290
12 24 12
10
Ю,0
1,5
1 290
16 16
20
9,5
2
1300
17 17
19
9,5
2
1300
21 21
16
9,5
1,5
1 320
13 22 13
10
9,5
2
1320
23 23
15
9,5
J ,5
1 340
20 20
17
9,5
1,5
1 340
19 19
18
9,5
1,5
1360
17 17
20
9,5
2
1 360
Ю 24 10
14
12,5
2
1 360
18 18
19
9,5
2
1 370
П 24 11
12
11
2
1 370
12 26 12
10
10
1,5
1 370
22 22
16
9,5
1,5
1 380
24 24
15
9,5
1,5
1 390
21 21
17
9,5
1,5
1 390
15 22 15
10
9,5
. 1,5
1 390
13 24 13
12
2’5
1,5
1410
20 20
18
9,5
1,5
1410
23 23
16
£’5
1,5
1420
19 19
19
9,5
1,5
1 430
18 18
20
9,5
2
1430
11 2611
12
11
1,5
1 430
16 22 16
10
2’5
1,5
1430
14 24 14
10
9,5
1,5
1460
22 22
17
9,5
1,5
1 460
15 24 15
10
Ь
1,5
1 460
17 22 17
10
9,5
1,5
1460
13 26 13
10
9,5
1,5
1470
21 21
18
9,5
1,5
1 470
10 22 10
16
12,5
2
1470
12 22 12
12
10
2
1 480
24 24
16
9,5
1,5
1 490
20 20
19
9,5
1,5
1490
16 24 16
10
9,5
1,5
1490
18 22 18
10
9,5
1,5
1 500
19 19
20
9,5
1,5
1 500
14 26 14
10
9,5
1,5.
1 510
23 23
17
9,5
1,5
1 510
11 22 11
14
11
2
1 530
15 26 15
10
9,5
1,5
1530
17 24 17
10
9,5
1,5
1 530
19 22 19
10
9,5
1,5
1 540
22 22
18
9,5
1,5
1 550
12 24 12
12
10
1,5
1 550
10 24 10
16
12,5
2
1 560
21 21
19
9,5
1,5
1570
20 20
20
9,5
1,5
1570
18 24 18
10
9,5
1,5
1 570
16 26 16
10
9,5
1,5
1 590
13 22 13
12
9,5
2
1 600
11 24 11
14
11
2
1 610
17 26 17
10
9,5
1,5
1630
21 21
20
9,5
1,5
1 630
22 22
19
9,5
1.5
1630
14 22 14
12
9,5
1,5
1 650
12 26 12
12
10
1,5
1 660
10 22 10
13
12,5
2
1 670
13 24 13
12
9,5
1,5
1670
15 22 15
12
9,5
1,5
1 710
16 22 16
12
9,5
1,5
1 720
12 22 12
14
10
2
1 720
1122 11
16
11
2
1 720
14 24 14
12
9,5
1,5
1 750
1524 15 ,
12
9,5
1,5
1 750
17 22 17
12
9,5
1,5
1 760
13 26 13
12
9,5
1,5
1 780
16 24 16
12
9,5
1,5
1 780
18 22 18
12
9,5
1,5
1 800
14 26 14
12
9,5
1,5
1 810
12 24 12
14
1
1,5
1830
17 24 17
12
9,5
1,5
1 830
19 22 19
12
9,5
1,5
1 830
15 26 15
12
9,5
1,5
1 830
11 24 11
16
11
2
1 850
13 22 13
14
9,5
2
1880
18 24 18
12
9,5
1,5
1880
16 26 16
12
9,5
1,5
206
В. Г. писчиков
Продолжение
а
в кгпог. м
Брусья
высота в см
ширина в см
Шаг нагелей в см
fcmp в см
1 890
14 22 14
14
9,5
1,5
1930
17 26 17
12
9,5
1,5
1 940
11 22 11
18
11
2
1 950
13 24 13
14
9,5
1,5
1960
12 22 12
16
10
2
1 960
15 22 15
14
9,5
1,5
2 000
14 24 14
14
9,5
1,5
2 000
16 22 16
14
9,5
1,5
2 040
17 22 17
14
9,5
1,5
2 050
15 24 15
14
9,5
1,5
2 070
12 24 12
16
10
1,5
2 090
18 22 18
14
9,5
1,5
2 090
16 24 16
14
9,5
1,5
2 120
13 22 13
16
9,5
2
2 130
19 22 19
14
9,
1,5
2 130
17 24 17
14
9,5
1,5
2 170
14 22 14
16
9,5
1,5
2 190
18 24 18
14
9,5
1,5
2 210
12 22 12
18
10
2
2 230
15 22 15
16
9,5
1,5
2 230
13 24 13
16
9,5
1,5
2 290
16 22 16
16
9,5
1,5
2 300
14 24 14
16
9,5
1,5
2 330
17 22 17
16
9,5
1,5
2 340
15 24 15
16
9,5
1,5
2 380
13 22 13
18
9,5
2
2 380
18 22 18
16
9,5
1,5
2 380
16 24 16
16
9,5
1,5
2 430
14 22 14
18
9.5
1,5
2 450
19 22 19
16
9,5
1,5
2 450
17 24 17
16
9,5
1,5
2 510
15 22 15
18
9,5
3,5
2 510
18 24 18
16
9,5
1,5
2 580
16 22 16
18
9,5
1,5
2 620
17 22 17
18
9,5
1,5
2 680,
18 22 18
18
9,5
1,5
2 750
19 22 19
18
9,5
1,5
Таблица 2
Элементы Садок продетом £ 4,5 м.
Q
в кгпог. м
Брусья
высота в см
ширина в см
Шаг нагелей в см
fcmp в см
460
15 15
10
11
2,5
500
15 15
11
U
2,5
550
15 15
12
11
2,5
560
16 16
10
9,5
2,5
590
15 15
13
11
2,5
600
17 17
10
9,5
2,5
610
16 16
11
9,5
2,5
630
18 18
10
9,5
2,5
640
15 15
14
11
2,5
660
17 17
11
9,5
2,5
660
19 19
10
9,5
2
670
16 16
12
9,5
2
680
15 15
15
11
2,5
680
20 20
10
9,5
2
690
18 18
11
9,5
2,5
720
17 17
12
9,5
2,5
720
21 21
10
9,
2
720
10 22 10
10
14
2
730
15 15
16
11
2,5
7S0
16 16
13
9,5
2,5
730
19 19
И
9,5
2
750
20 20
11
9.5
2
750
22 22
10
9,5
1,5
760
18 18
12
9,5
2,5
760
10 24 10
10
14
2
780
15 15
17.
11
2,5
780
16 16
14
9,5
2,5
780
17 17
13
9,5
2,5
780
23 23
10
9,5
1,5
790
19 19
12
9,5
2
790
21 21
11
9,5
2
800
10 26 10
10
14
2
810
24 24
10
9,5
1,5
820
18 18
13
9,5
2,5
820
15 15
18
11
2,5
£2
2020
12
9,5
2
820
22 22
11
9,5
1,5
830
16 16
15
9,5
2,5
830
17 17
14
9,5
2,5
Продолжение
Брусья
Шаг
fcmp в см
Q
в кгпог. м
высота в см
ширина в см
наге
лей
в СМ '
840
25 25
10
9,5
1,5
840
11 22 11
10
12
2,5
850
19 19
13
9,5
2
860
21 21
12
9,5
2
860
23 23
11
9,5
1,5
860
Ю 22 10
и
14
2,5
870
15 15
19
11
2,5
870
26 26
10
9,5
1,5
880
18 18
14
9,5
2,5
890
20 2J
13
9,5
2
890
17 17
15
9,5
2,5
890
24 24
11
9,5
1,5
890
16 16
16
9,5
2,5
90J
22 22
12
9,5
1,5
900
11 24 11
10
12
2
910
10 24 10
12
14
2
910
15 15
20
11
2,5
920
19 19
14
9,5
2
920
25 25
11
9,5
1,5
930
21 21
13
9,5
2
930
И 26 11
10
12
2
940
23 23
12
9,5
1,5
940
18 18
15
9,5
2,5
Ь50
16 16
17
9,5
2,5
950
17 17
16
9,5
2,5
960
20 20
14
9,5
2
960
26 26
И
9,5
1,5
960
12 22 1- 12
10
11
2
960
10 26 Ю
12
14
2
970
22 “Г 22
13
9,5
Ч
970
24 24
12
9,5
1,5
990
19 19
15
9,5
2
1000
И 22 11
12
12
2,5
1000
16 16
18
9,5
2,5
юоо
21 21
14
9,5
2
1010
18 -t- 18
16
9,5
2,
1010
25 25
12
9,5
1,5
1010
23 23
13
9,5
1,5
1 010
10 22 10
14
14
2,5
1020
17 17
17
9,5
2,5
1020
12 24 12
10
11
2
103U
20 20
15
9,5
2
1050
22 22
14
9,5
1,5
1 050
26 26
12
9,5
1,5
1060
16 16
19
9,5
2,5
1 060
19 19
16
9,5
2
1060
24 24
13
9,5
3,5
160
10 24 10
14
14
2
1070
18 18
17
9,5
2,5
1070
И 24 11
12
12
2
1070
12 26 12
10
И
2
1080
17 17
18
9,5
2,5
1080
21 21
15
9,5
2
109Э
25 25
13
9,5
1,5
1090
13 22 13
10
10
2
1 100
20 20
16
9,5
2
1 100
23 23
14
9,5
1,5
1 120
16 16
20
9.5
2,5
1 120
19 19
17
'9,5
2
1 120
22 22
15
9,5
1,5
1 120
11 26 11
12
12
2
1 130
17 17
19 '
9.5
2,5
ИЗО
18 18
18
9,5
2,5
1 130
24 24
14
9,5
1,5
ИЗО
26 26
13
9;5
,5
1 140
Ю 22 10
16
4 14
2,5
1 140
21 21
16
9,5
2
1 160
12 22 12
12
11
10'
2
1 160
13 24 13
10
2
1160
20 20
17
9,5
2
1170
23 23
15
9,5
1,5
1 170
11 22 11
14
12
2,5
1 180
19 19
18
9,5
2
1 190
17 17
20
9,5
2,5
1 190
18 18
19
9,5
2,5
1190
22 24
16
9,5
1,5
1 190
14 22 14
10
9,5
2
1 210
24 24
15
9,5
1,5
1 210
Ю 24 10
16
12,S
2
1 210
13 26 13
10
10
2
1 210
12 24 12
12
11
2
1 220
21 21
17
9,5
2
1230
20 20
18
9,5
2
1 250
19 19
19
9,
2
1 250
16 22 16
10
9,5
2
1 250
14 24 14
10
9,5
2
ТАБЛИЦЫ БАЛОК НА ПЛАСТИНЧАТЫХ НАГЕЛЯХ
20Т
Продолжение
а
в к гног. м
Брусья
высота в см
ширина в см
Шаг нагелей в см
femp в см
1 250
23 23
16
9,5
I5
1 260
11 24 11
14
12
2
1 260
18 18
20
9,5
2,5
i 270
22 22
17
9,5
’5
1 280
17 22 17
10
9,5
1 280
15 24 15
30
9,5
2
1 290
12 26 12
12
11
2
1 290
10 22 10
18
14
2,5
1 290
21 21
18
9,5
2
1 300
20 20
19.
9,5
2
1 300
24 24
16
9,5
1,5
1 310
13 22 13
12
Ю
2
1 310
18 22 18
10
9,5
1,5
1310
16 24 16
10
9,5
1,5
1 310
14 26 14
10
9,5
2
1320
19 19
20
9,5
2
1 330
23 23
17
9,5
1,5
1 340
22 22
18
9,5
1.5
1340
и г'г ii
16
32
2,5
г 340
19 22 19
10
9,5
1,5
1 340
17 24 17
30
9,5
1,5
1340
15 26 15
10
9,5
1,5
1350
12 22 12
14
И
2
1360
21 21
19
9,5
2
1370
20 20
20
9,5
2
1 370
18 24 18
10
9,5
1,5
1 370
16 26 16
10
9,5
1,5
1 390
13 24 13
12
30
2
1 410
17 26 17
10
9,5
1,5
1 410
22 22
19
,5
1,5
1420
12 24 12
14
11
2
1430
21 21
20
9,5
2
1430
U 22 14
12
9,5
2
1 430.
11 24 11
16
12
2
1460
13 26 13
12
10
2
1470
15 22 15
12
9,5
2
1 500
14 24 14
12
9,5
2
1500
16 22 16
12
9,5
2
1 510
11 22 11
18
12
2,5
1 530
15 24 15
12
9,5
2
1530
13 22 13
14
30
2
1 530
17 22 17
12
9,5
1,5
1 540
12 22 12
16
11
2
1 570
18 22 18
12
9,5
1,5
1570
16 24 16
12
9,5
1,5
1570
14 26 14
12
9,5
2
1 600
17 24 17
12
9,5
1,5
1 600
15 26 15
12
9,5
1,5
1 610
13 V4 13
34
10
2
1610
19 22 19
12
9,5
1,5
1630
12 24 12
36
31
2
1640
18 24 1
32
9,5
1,5
1640
16 26 16
32
9,5
3,5
1 670
14 22 14
14
9,5
2
1690
17 26 17
32
9,5
1,5
1710
15 22 15
14
9,5
2
1 740
12 22 12
18
11
2
1 750
622 16
14
9,5
2
1 750
14 24 14
34
9,5
2
1 760
13 22 13
16
10
2
1 790
17 22 17
34
9,5
1,5
1790
15 24 15
14
9,5
2
1 830
18 22 18
14
9,5
1,5
1 840
16 24 16
14
9,5
1,5
1850
13 24 13
36
10
2
1 870
19 22 19
14
9,5
1,5
1 870
17 24 17
14
9,5
3,5
1 910
14 22 14
36
9,5
2
1 910
18 24 18
14
9,5
1,5
1 950
15 22 15
16
9,5
2
1 970
13 22 13
38
v 10
2
2 000
16 2216
36
9,5
2
2000
14 24 14
36
9,5
2
050
17 22 17
36
9,5
1,5
2 050
15 24 15
16
9,5
2
2 090
18 22 18
36
9,5
1,5
2 090
16 24 16
16
9,5
1,5
2 140
19 22 19
16
9,5
1,5
2 140
17 24 17
16
9,5
1,5
3150
14 22 14
18
9,5
2
2190
18 24 18
36
9,5
1,5
2 200
15 22 15
18
9,5
2
2 2М
16 22 16
38
9,5
2
2 300
17 22 17
18
9,5
1,5
2 350
18 22 18
18
9,5
1,5
3 410
19 22 19
18
9,5
1,5
Таблица 5
Элементы Садок пропетом I 5,0 л
Брусья
Шаг
femp
Я.
ши
рина
наге
в капог. м
высота в см
лей в см
В СМ
в см
400
16 16
10
32
3
430
1515
13
13,5
3
440
16 36
11
12
3
460
15 35
14
33,5
3
480
16 16
12
12
3
480
17 37
10
10,5
3
500
15 35
15
13,5
3
520
15 15
16
13,5
3
520
16 16
13
12
3
530
17 17
11
10,5
3
550
18 38
10
9,5
2,5
560
35 15
37
13,5
3
560
16 16
14
12
8
580
39 19
10
9,5
2,5
580
Ю 22 10
30
16
2,5
3
580
17 17
32
10,5
590
15 15
18
13,5
3
600
16 36
15
12
3
610
20 20
10
9,5
2,5
610
18 18
11
9,5
2,5
61U
Ю 24 10
10
15
2,5
630
15 15
19
13,5
3
630
17 17
13
10,5
3
640
19 19
11.
9,5
2,5
640
36 16
16
12
3
650
21 21
10
9,5
2,5
650
Ю 26 10
10
35
2
660
15 15
20
13,5
670
20 20
11
9,5
2,5
670
18 18
12
9,5
2,5
670
22 22
10
9,5
2
680
17 17
14
30,5
3
680
36 36
17
12
3
680
11 22 11
10
If,5
2,5
690
Ю 22 11
12
35
2,5
700
19 19
i2
9,5
2,5
700
21 21
11
9,5
2,5
700
23 23
10
9,5
2
710
24 24
10
9,5
2
720
16 16
18
12
з
720
П 24 11
10
13
2,5
720
18 38
13
9,5
2,5
730
17 17
15
30,5
3
730
20 20
12
9,5
2,5
730
22 22
11
9,5
15
2
730
Ю 24 10
12
2,5
740
25 25
10
9,5
1,5
760
19 19
23 23
13
9,5
2,5
760
11
9,5
2
760
21 21
12
9,5
2,6
76
11 26 21
10
13
2
770
10 26 10
12
35
2
770
16 16
19
12
8
770
26 6
10
9,5
1.5
780
18 18Г
14
9,5
. 2,5
780
17 17
16
10,5
3
780
12 22 12
10
32
2,5
790
20 20 24 24
13
9,5
2,5
790
11
9,5
2
800
22 22
32
9,5
2
810
10 22 10
14
15
3,5
810
1616
20
32
3
810
11 22 11
12
13,5
2,5
820
19 39
14
9,5
2,5
820
25 25
11
9,5
1,5
Я20
32 24 12
io
12
2,5
830
38 18
15
9,5
2,5
830
17 17
37
10,5
3
830
21 21
13
9,5
2,5
830
23 23
12
9,5
2
850
20 20
14
9,5
2,5
850
26 26
11
9,5
1.5
860
10 24 10
14
35
2,5
860
24 24
12
9,5
2
860
32 26 12
10
12
2
870
22 22
13
9,5
2
870
11 24 11
12
13
2,5
880
17 17
18
10,5
3
880
19 19
15
9,5
2,5
890
18 18
16
9,5
2,5
890
21 21.
14
9,5
2,5
890
25 25
12
9,5.
1,6
890
13 22 13
10
31
2,5
900
11 26 11
12
33
2
900
23 23
33
9,5
2
910
20 20
15
9,5
2,5
208
В. Г. писчиков
Продолжение
Брусья
Шаг
fcmp В см
Я
в кгпог. м
высота в см
ширина в см
нагелей в см
920
10 22 10
16
15
2,5
920
17 17
19
10,5
3
930
22 22
14
9,5
2
930
24 24
13
9,5
2
930
26 26
12
9,5
1,5
930
12 22 12
12
12
,v
2,5
930
13 24 13
10
11
2,5
940
19 19
16
9,5
2.5
2.5
2.5
950
18 18
17
9,5
950
11 22 11
14
12,5
960
21 21
15
9,5
2,5
970
17 17
20
10,5
3
970
25 25
13
9,5
1.5
2.5 2
970
20 20
16
9.5
970
3 23
14
9,5
970
10 24 10
16
15
2,5
980
13 26 13
10
11
2
990
18 18
18
9,5
2 5
990
19 19
17
9,5
25
990
12 24 12
12
12
25
990
2222
15
9,5
2
990
14 22 14
10
10
2,5
2
1 ООО
24 24
14
9,5
1 000
26 26
13
9,5
1.5
2.5
ЬЪ
2.5 2
Юоо
11 24 11
14
13
1 020
21 21
16
9,5
1030
20 20
17
9,5
1040
23 23
15
9,5
1040
12 26 12
12
12
2
1 040
Ю 22 10
18
15
2,5 2 5
1 050
18 18
19
9,5
10
1050
14 24 14
10
2
1 050
19 19
18
9,5
2.5
2.5
1060
18 22 13
12
11
1060
22 22
16
9,5
2
1 070
24 24
15
9,5
2
1080
21 21
17
9,5
13,5
2.5
Ъ
2.5
2.6
Г5
1080
11 22 11
16
1080
12 22 12
14
12
1080
15 22 15
10
9,5
1090
20 20
18
9,5
1100
14 26 14
10
10
1110
1110
18 18 19 19
20
19
9.5
9.5
2,5 2 5
1110
23 23
16
9,5
2
1110
16 22 16
10
9,5
2
1120
'13 24 1 22 22
12
11
2 5
ИЗО
17
9,5
2
1140
24 24
16
9,5
2
1140
17 22 17
10
9,5
2
1140
15 24 15
10
9,5
2
1150
21 21
18
9,5
2 5
1150
11 24 11
16
13
25
1160
20 20
19
9,5
25
1160
12 24 12
14
12
25
1160
16 24 16
10
9,5
2’
1160
18 22 18
10
9,5
2
1170
19 19
20
9,5
2 5
1180
23 23
17
9,5
2’
1180
13 26 13
12
11
2
1190
14 22 14
12
10
2 5
1190
19 22 19
10
9,5
2’
1190
17 24 17
10
9.5
2
1190
15 26 15
10
9,5
2
1 200
22 22
18
9.5
2
1210
21 21
19
9,5
22,5
1 220
20 20
20
9,5
2,5
1220
18 24 18
10
9,5
2
1 220
16 26 16
10
9,5
y
1 220
11 22 И
18
13,5
2,5
12;Ю
13 22 13
14
11
2,5
1 240
12 22 12
16
12
2,5
1 250
17 26 17
10
9,5
2
1 270
14 24 14
12
10
2
1 270
21 21
20
9,5
2,5
1 270
22 22
19
9,5
2
1300
15 22 15
12
9,5
2,5
1 300
13 24 13
14
11
2,5
1320
14 26 14
12
10
2
1 330
12 24 12
16
12
2,5
1360
16 22 16
12
9,5
2
1360
17 22 17
12
9,5
2
1360
15 24 15
12
9,5
2
1390
18 ' 22 18
12
9,5
2
1390
1 24 16
12
9,5
2
1 390
14 22 14
14
30
2,5
1400
12 22 12
18
It
25
Продолжение
Q
в гкпог. м
Брусья
Шаг нагелей в см
fcmp в см
высота в см
ширина в см
1420
13 22 13
16
11
,5.
1420
19 22 19
12
9,5
2
1 4'0
17 24 17
12
9,5
2
1 420
15 26 15
12
9,5
2
1460
18 24 18
12
9,5
2
1460
16 26 16
12
9.5
2
1470
14 24 14
14
10
2
1 500
13 24 13
16
11
2
1500
17 26 17
12
9,5
2
1510
15 22 15
14
9,5
2,5
1560
16 22 16
14
9,5
2
1590
13 22 13
18
11
2,5
1 590
14 22 14
16
10
25
1600
17 22 17
14
9,5
2
1600
15 24 15
14
9,5
2
1620
18 22 18
14
9,5
2
1630
16 24 16
14
9,5
2
1660
19 22 19
14
9,5
2
1660
17 24 17
14
9,5
2
1680
1424 14
16
10
2
1700
18 24 18
14
9,5
2
1730
15 22 15
16
9,5
2,5
1770
16 22 16
16
9,5
2
1790
14 22 14
18
10
2,5
1820
17 22 17
16
9,5
2
1 820
15 24 15
16
9,5
2
1850
18 22 18
16
9,5
2
1850
16 24 16
16
9,5
2
1900
19 22 19
16
9,5
2
1900
17 24 17
16
9,5
2
1950
15 22 15
18
9,5
2,5
1 950
18 24 18
16
'9,5
2
2 000
16 22 16
18
9,5
2
2 040
17 22 17
18
9,5
2
2 080
18 22 18
18
9,5
2
2 130
19 22 19
18
9,5
2
Таблица 4
Элементы балок продетом 1' 5.5 м
Q
в кгпог. м
Брусья
Шаг нагелей в см
fcmp В см
высота в см
ширина в см
410
15 15
17
16
3,5
410
16 16
14
14
3
430
17 17
12
12,5
3
430
18 18
10
11
3
440
15 15
18
16
3,5
440
16 16
15
14
3
460
15 15
19
16
3,5
470
17 17
13
12,5
3
470
1818
11
11
3
470
16 16
16
14
3
480
10 22 10
10
16,5
8
490
15 15
20
16
3,5
500
19 19
10
10
3
500
16 16
17
14
3
500
17 17
14
12,5
3
500
10 24 10
10
16,5
2,5
520
18 18
12
11
3
530
10 26 10
10
16,5
2,5
530
16 16
18
14
3
540
1Т 17
15
12,5
3
550
10 22 10
10
9,5
3
550
И 22 И
10
15
3
560
19 19
11
10
3
560
18 18
13
11
3
560
16 16
19
14
3
570
21 21
10
9,5
2,5
570
17 17
16
12,5
3
570
10 22 10
12
16,5
3
590
11 24 11
10
14,5
2,5
600
16 16
20
14
3
600
20 20
11
9,5
3
600
18 18
14
11
3
600
Ю 24 10
12
16,5
2,5
600
19 19
12
10
3
600
22 22
10
9,5
2,5
610
17 17
17
12,5
3
620
23 23
10
9,5
2,5
620
11 26 11
10
14,5
2,5
630
21 21
11
9,5
2,5
630
12 22 12
10
13
3
640
18 18
15
11
3
640
Ю 26 10
12
16,5
2,5
ТАБЛИЦЫ БАЛОК НА ПЛАСТИНЧАТЫХ НАГЕЛЯХ
209
Продолжение
Продолжение
650
650
650
650
660
660
670
670
670
680
680
690
690
690
700
710
710
710
710
710
710
720
720
730
730
740
740
750
760
760
760
770
770
770
770
770
770
770
800
800
810
810
810
810
810
820
820
820
830
830
840
840
860
860
860
860
860
860
860
860
870
870
870
890
890
900
900
900
910
910
920
920
930
930
940
940
950
960
960
960
960
970
980
9S0
990
990
990
17 17
19 19 22 22
24 24
20 20 П 22 11
25 25 Ю 22 10
12 24 12
23 23
17 17
18 18 21 21
26 26
10 24 10
19 19
17 17
24 24
11 24 11 10 26 10
20 20 22 22
13 22 13
18 18 2525
23 23 11 26 11
21 21
19 19 26 26
12 22 12
18 18
20 20 22 22
24 24 10 22 10 11 22 11 13 24 13
21 21
13 26 13
19 19
10 24 10
25 25
12 24 12
23 23 18 18
14 22 14
20 20
26 26
11 24 11
24 24 22 22 18 18
19 19 21 21
23 23
25 25 10 22 10
14 24 14
12 26 12
20 20 11 22 11
13 2 i 13
22 22 12 22 12
24 24
26 Т 26
14 26 14
19 19 21 21
13 24 Т 13
15 22 15
20 J 20
23 Т 23
11 24 J 11
12 24 Т 12
22 J 22
19 J 19
24 X 24
15 24 X 15
13 26 X 13
21 X 21
14 22 J 14
20 У 20
23 X 23
11 22 X 11
16 22 16
18
13 11 10 12 12 30
14 10 11
19 16 12 10 14
14
20 И 12 10 13 12 10
17 11 12 12
13
15 11 12
18
14
13 12
16
14 10
14 10 16 16 12 12
13
19 10
15 12
14
13
14
20
17
15
14
13
18 10 12
16 16 12
15
14
14
13 10 18
16 12 10 17
15
16
14 16 19
15 10 12
17 12
18
16 18 10
12.5 10
9.5
9.5
9.5 15
9.5
16.5 13
9.5
12.5 11
9.5
9.5
16.5 10
12.5
9.5
14.5 13
9.5
9.5 12 11
9.5
9.5
14.5
9.5 10
9.5 13 11
9.5
9.5
9.5
16.5 15 12
9.5 12 10
16.5
9.5 13
9.5 11 11
9.5
9.5
14.5
9.5
9.5 11 10
9.5
9.5
9.5
16.5 11 13
9.5 15 12
9.5 13
9.5
9.5 11 10
9.5 12 10
9.5
9.5
14.5 13
9.5 10
9.5 10 12
9.5 11
9.5
9.5 15
9.5
3
3
2.5 2
3
3
2
3
2.5
2.5 3
3
2.5 2
2.5 3
3
2
2.5
2.5 3
2.5
2.5 3
2
2.5
2.5
2.5 3
2
3
3
2
3
3
2.5
2.5
2.5 3
2.5 2
2.5
2.5 3
2.5 3
2
2.5
2
2.5
3
3
25
,5
2
3
2.5 3
3
25
2.5 3
2
2
2.5 3
2.5
2.5
2.5 3
2.5
2.5
2.5
2.5 3
2
2.5
2.5
2.5
2.5 3
2.5
3
2.5
а
в кгпог. м
Брусья
Шаг нагелей в см
fcmp в см
высота в см
ши
рина
В см
1010
19 19
20
10
3
1010
22 22
17
9,5
2,5
1010
15 26 15
10
10
2,5
1020
17 22 17
10
9,5
2,5
1020
13 22 13
14
12
2,5
1 ого
12 22 12
16
13
3
юза
24 24
16
9,5
2
1 030
21 21
18
9,5
2
1040
14 24 14
12
11
2,5
1040
20 20
19
9,5
3
1050
18 22 18
10
9,5
2,5
1050
16 24 16
10
9,5
2,5
1 060
23 23
17
,5
2,5
1 070
19 22 19
10
9,5
2
1070
17 24 17
10
9,5
2,5
1070
13 24 13
14
12
2,5
1080
22 22
18
9,5
2,5
1080
12 24 12
16
13
2,5
1080
14 26 14
12
П
2.5
1090
21 21
19
9,5
2,5
1100
20 20
20
9,5
3
1100
15 22 15
12
10
2,5
1100
17 24 17
10
9,5
2
1100
16 26 16
10
9,5
2
1 120
IV 26 17
10
9,5
2
1140
21 21
20
9,5
2,5
1 140
22 22
19
9,5
2,5
1140
14 22 14
14
11
2,5
1150
12 22 12
18
13
3
1150
15 24 15
12
Ю
2,5
1160
13 22 13
16
12
2,5
1180
16 22 16
12
9,5
2,5
1 00
14 24 14
14
11
2,5
1210
15 26 15
12
10
2,5
1220
17 22 17
12
9,5
2,5
1 230
13 24 13
16
12
2,5
1 260
18 22 18
12
9,5
2,5
1260
16 24 16
12
9,5
2,5
1 280
15 22 15
14
Ю
2,5
1280
19 22 19
12
9,5
2
1280
17 24 17
12
9,5
2,5
1310
13 22 13
18
12
2,5
1310
14 22 14
16
1
2,5
1310
18 24 18
12
9,5
2
1 320
16 2616
12
9,5
2
1 340
17 26 17
12
9,5
2
1350
15 24 15
14
10
2,5
1 380
14 -_ч 14
16
И
2,5
1390
16 22 16
14
9,5
2,5
1430
17 22 17
14
9,5
2,5
1470
14 22 14
18
И
2,5
1 470
15 22 15
16
10
2,5 1
1470
18 22 18
14
9,5
2,5
1470
16 24 16
14
9,5
2,5
1 490
19 J2 19
14
9,5
2
1490
И 24 17
14
9,5
2,5
1530
18 24 18
14
9,5
2
1 540
15 24 15
16
10
2,5
1580
16 22 16
16
9,5
2,5
1 630
17 22 17
16
9,5
2,5
1650
15 22 15
18
Ю
2,5
1 680
18 22 18
16
9,5
2,5
1 680
16 24 16
16
9,5
2,5
1710
19 22 19
16
9,5
2
1 710
17 24 17
16
9,5
2,5
1 750
18 24 18
16
9,5
2
1790
16 22 16
18
9,5
2,5
1 830
17 22 17
18
9,5
2,5
1 890
18 22 18
18
9,5
2,5
1 920
19 22 19
18
9,5
2
Элементы балок пролетом I 6,0 м
Таблица 5
Я.
в кгпог. м
Бруски
Шаг нагелей в см
fcmp в см
высота в см
ширина в см
410
16 16
18
16,5
3,5
410
17 17
15
14,5
3,5
420
Ю 24 10
10
18
3
420
19 19
11
11,5
3,5
430
16 16
19
16,5
3,5
430
17 17
16
14,5
3,5
430
18 18
13
13
3,5
210
В. Г. писчиков
в кгпог. м
Продолжение
Продолжение
Брусья
высота в см
450
450
450
450
460
460
460
480
490
490
500
500
500
500
510
520
520
520
540
540
540
540
540
540
550
550
560
560
570
70
580
580
580
590
590
590
590
590
610
610
620
620
620
620
620
630
630
630
640
640
640
650
650
650
650
660
670
670
670
680
680
680
680
690
690
700
700
700
720
720
720
730
730
730
730
730
740
740
750
760
760
760
760
770
770
770
770
780
ши
рина
в см
16 16 18 18 10 26 10 20 20 17 17 19 19 11 22 11 Ю 22 10
17 17
18 18 IQ -U 1Q
21 21
23 23 18 18 19 19
24 24 2020
22 J 22
10 24 Т 10
11 24 Й
12 26 12
25 25 13 22 13
18 18
19 Т 19 21 21
23 7 23
11 26 7 11
26 7 26
20 Т 20
10 22 7 Ю
12 22 7 12
13 24 7 13
24 7 24 IS Т 18
19 Т 19
22 Т 22
11 22 Т 11
Ю 24 Т 10
21 7 21
25 Т 25 13 26 Т 13
20 I 20
23 I 23
19 19
20 20 21 21
25 25
13 22 13
23 23 11 22 11 12 22 12
22 22
26 26
24 24
14 26 14
19 19
20 20 13 24 13
15 22 15
21 21
20
14 10 10
17 12 10 12
18
15
13 11 12 10 10
19
16 10
20
14 12 10 10 12
17 12
14 10 11 10
18
15 10
13 11
14 12 Ю 10 Ю
19
16 12 11 12 10 14 16 12 Ю И
20
17 12
14 16 13 11 Ю
15 12 10 12
18 11
13 12
14 18 12 10
19
16 14 12 12
13 16
14
14 12 13 10
20 17 12 10
15
Шаг нагелей в см
16.5 13 18 10
14.5
11.5 16 18
14.5 13
11.5 10 18
15.5 16
14.5
13
9.5
14.5
11.5 10
9.5
14 18
13 16 18
14
9.5
9.5
13
11.5
9.5 10
9.5 18
15.5
14
9.5 13
13
11.5
9.5
9.5 16
9.5 10 18
14 13
9.5 13
11.5
9.5 16 18
9.5
9.5
13 Ю
9.5 12
14
11.5
9.5
9.5
9.5
15.5 18 14
11.5 11 10
9.5
9.5
13
9.5 16
14
9.5
9.5
9.5
11.5
11.5 10 13 11
9.5
femp в см
3.5
3.5 3
8.5
3.5
3.5
3.5
3.5
3.5
3.5
3.5
3.5 3
3
3
ьъ
3.5
3
3.5
3.5
3.5 3
3.5 3
3.5
3.5 35 3
3
3
3.5
3.5
2.5
3.5 3
3
3
3
2.5
3
3.5
3.5 3
3
3
2.5
3.5
3.5
3.5 3
2.5
8.5
3.5 3
3.5 3
3
2.5 3
3.5 3
3
3
3.5
2.5 3
2.5 3
3.5 3
3
3.5
5
3
2.5 3
3
3
3,
3
25
2.5
3.5
3.5
Бруски
Шаг нагелей в см
femp в см
й
в кгпог. м
высота в см
ширина в см
790
23 23
14
9,5
3
790
25 25
13
9,5
2,5
790
12 24 12
14
14
3
790
11 24 11
16
15,5
3
800
15 24 15
10
11
3
810
20 20
18
10
3,5
810
22 22
15
9,5
3
810
13 26 13
12
13
В
820
26 26
13
9,5
2,5
820
24 24
14
9,5
2,5
820
14 22 14
12
12
3
830
21 21
16
9,5
3
830
11 22 11
18
16
3,5
840
15 26 15
10
И
2,
850
23 23
15
9,5
3
850
16 22 16
10
Ю
3
860
20 20
19
Ю
3,5
860
22 22
16
9,5
3
860
12 22 12
16
14
3,5
860
13 22 13
14
13
3
870
14 24 14
12
11,5
3
880
24 24
15
9,5
2,5
880
21 21
17
9,5
3
890
16 24 16
10
Ю
2,5
900
13 24 13
14
13
3
910
20 20
20
10
3,5
910
23 23
16
9,5
3
910
12 24 12
16
14
3
910
14 26 14
12
11,5
2,5
920
22 22
17
9Ч5
3
920
15 22 15
12
И
3
930
21 21
18
9,5
3
930
24 24
16
9,5
2,5
930
17 22 17
10
9,5
3
940
16 2616
10
10
2,5
950
18 22 18
10
9.5
9.5
2,5
960
23 23
17
3
960
14 22 14
14
12
3
960
13 22 13
16
13
3
960
12 22 12
18
14
3,5
960
15 24 15
12
11
3
970
17 24 17
10
9,5
2,5
980
21 21
19
9,5
3
980
22 22
18
9,5
3
980
19 22 19
10
9,5
2,5
loop
18 24 18
10
9,5
2,5
1 010
15 26 15
12
11
2,5
1010
14 24 14
14
11,5
3
1020
16 22 16
12
10
3
1 030
17 26 17
10
9,5
2,5
1 030
2222
19
9,5
3
Юзо
13 24 13
16
13
3
030
21 21
20
9,5
3
1 060
1624 16
12
10
2,5
1080
15 22 15
14
11
3
1090
13 22 13
18
13
3
1 100
14 22 14
16
12
3
1 110
17 22 17
12
9,5
3
1 120
16 26 16
12
10
2,5
1 130
15 24 15
14
11
3
1 140
18 22 18
12
9,5
2,5
1 150
14 24 14
16
11,5
3
1160
172417
12
9,5
2,5
1 170
19 22 19
12
9,5
2,5
1 190
16 22 16
14
10
3
1 200
18 24 18
12
9,5
2,5
1 220
15 22 15
16
11
3
1 230
17 26 17
12
9,5
2,5
1 1230
14 22 ,14
18
12
3
L 1 240
16 24 16
14
10
2,5
1 290
15 24 15
16
11
3
1 300
17 22 17
14
9,5
3
1330
18 22 15
14
9,5
25
1 350
17 ,24 17
14
9,5
Ч
1 350
19 22 19
14
9,5
2,5
1 360
16 22 16
16
10
3
1 380
15 22 15
18
И
3 -
1 390
18 24 18
14
9,5
Ч
1420
16 24 16
16
10
2,5
1490
17 22 17
16
9,5
зк
1520
18 22 18
16
9,5
2,5
1 530
16 22 16
18
10
з.
1 550
17 24 17
16
9,5
Ч
1570
19 22 19
16
9,5
Ч
2,5
1 600
18 24 18
16
9,5
1670
17 22 17
18
9,5
3
1 700
18 22 18
18
9,5
2,5
1760
19 22 4- 19
18
9,5
ДВУТАВРОВЫЕ БАЛКИ С ПЕРЕКРЕСТНОЙ СТЕНКОЙ
211
Размещение нагелей производится равномерно на длине 0,4 I от оси опоры. В середине балки на длине 0,2 I нагели не ставятся.
При необходимости применения нагелей, толщиной 5 40 мм длина их должна быть равна
1М 4,55, а шаг нагелей s s0, где s0 шаг нагелей, указанный в таблицах. В остальном данные таблиц остаются без изменения.
Иною. В. Г. ПИСЧИЕОВ
IX. ДВУТАВРОВЫЕ ГВОЗДЕВЫЕ БАЛКИ С ПЕРЕКРЕСТНОЙ СТЕНКОЙ
1. Общие сведения
Двутавровые балки с перекрестной стенкой применяются главным образом в покрытиях с толевой или рубероидной кровлей плоских или с небольшим уклоном.
Широкому распространению этих балок способствовали следующие достоинства их:
1 возможность изготовления, не требующего сложных инструментов и высокой квалификации исполнителей;
2 малая строительная высота балок;
3 при изготовлении на стройдворе возможность использования для стенок балок отходов досок.
Недостатками балок являются:
1 значительный собственный вес;
2 большой расход металла в среднем 6 7 см. ниже табл. 1.
По очертанию верхнего пояса различаются балки:
1 с параллельными поясами;
2 с наклонным верхним поясом односкатные;
3 с наклонным верхним поясом двускатные.
Отношение высоты Я балки к пролету в зависимости от величины нагрузки следует принимать для балок с параллельными поясами:
н_ L 11 9 ’
для балок с наклонным верхним поясом односкатных и двускатных:
Л I 1
L Ю 7,5 н
Увеличение отношения -j- для балок с параллельными поясами подтверждается следующими соображениями:
а при большой высоте балки получается меньший расход металла,.
б при большем отношении балка приобретает большую жесткость в вертикальной плоскости, что уменьшает ее прогиб.
Для балок с наклонным верхним поясом
односкатных и двускатных отношение М оп-
JL
ределяется, исходя иэ наименьшей высоты балки на опоре, необходимой для размещения гвоздей в зоне 11 при минимальном шаге. Для экономического сравнения указанных трех типов балок приводится табл. 1, содержащая весовые коэфициенты и процент содержания металла по аждому из этих типов 2.
Таблица 1
Сводная таблица показателей
Весовые коэфициенты
содержания металла
Типы балок
общий
ДЛЯ
металла
от до
средн.
от до
средн.
от до
1 средн.
С параллельными поясами
6,1 8,8
7,4
0,3 0,6
0,5
ю
00
1
со
со
6,0
С верхним наклонным поясом, односкатные
6,3 9,7
8,0
0,3 0,6
0,5
4,6 8,0
6,3
С верхним наклонным. ПОЯСОМ, двускатные
1
5,3 8,2
6,7
0,3 0,6
0,5
5,4 9,1
7,2
2. Конструкция и расчет
Двутавровые балки с перекрестной стенкой состоят из поясов и стенки, усиленной ребрами жесткости, присоединяемыми к стенке гвоздями и болтами фиг. 12.
1 Пояса
Каждый пояс состоит из двух досок одинакового сечения, соединяемых между собою и с зажатой между ними стенкой гвоздями.
Частота разбивки гвоздей в поясах изменяется по вонам фиг. 20 и 21: на протяжении каждой зоны шаг гвоздей сохраняется постоянным.
Гвозди в поясах размещаются обычно в шахматном порядке. Шаг гвоздей в воне 2 берегся вдвое больше, чем в воне 4. Гвозди ставятся с обеих сторон поровну по расчету на сдвигающие усилия. Ввиду того что часть гвоздей неизбежно попадает в щели между досками стенки, число их следует назначать с некоторым избытком против расчетного.
В балках из воздушно-сухой сосны марки, соответствующей классу сооружения, за допускаемое усилие на один двусрезный гвоздь вдоль пояса принимается наименьшее из значений, вычисленных по ф-лам 1 3: из условия работы гвоздя в поясе смятие поясной доски:
Гю 2-0,7 А 80 112 А; 1
из условия изгиба гвоздя:
Тгв 2 304 d 608 d; 2
1 См. ниже фиг. 20 и 21.
2 Таблица соответствует балкам, помещенным ниже.
из условия смятия стенки:
Tte Mi 80 уТ 113 a2dlt
3
212
В. Г. ПИСЧИКОВ
Допускаемые усилия на гвоздь Таблица 2
Допускаемое напряжение смятия:
Псгв пгсмЪ
di в мм
ан 1 в мм
Tw603d в кг
Тгв H3dia2 a 45
2
'гв 138a2di а 30
a219 мм в кг
0222 ММ
в кг
а225 мм в кг
а230ли в кг
а21£ мм
В КЗ
1
а222 мм в кг
1
а2 25 мм в кг
а230 мм в кг
3.5
4
4.5
5
5.5 в
19
22
24
27
30
33
74
97
123
152
184
219
75
86
97
107
99
112
1.24
137
127
141
155
169
186
203
105
118
131
186
152
167
190
207
248
ф
н
н N
CD
S 3
Р4 £
н.
И S Й н ®
Е4 Од
di
в мм
ан 1 в мм
Тгв 608dj2 в кг
Тгв Ю2а21 а 45
Тгв 125a2di а 30
1219 мм в кг
,о 1 а2 22 ММ
в кг
1
а225 мм в кг
а230 мм в кг
а219 мм в кг
а222 мм в кг
а225 мм в кг
Д2я 30 мм в кг
о о
8 II
3,5
20
74
68
78
83
V II 4
23
97
77
90
102
Я5
S -s
4,5
26
123
87
101
115
107
124
£
6
29
152
97
112
127
153
119
137
156
И UJ
о
5,5
31
184
123
140
163
151
172
206
н
6
34
219
153
183
187
225
1 аи длина конца гвоздя в поясной доске, необходимая для полного использования гвоздя на изгиб.
где диаметр поясных гвоздей; аг толщина поясных досок; а2 толщина досок стенки.
Обычно ах а2, поэтому, как правило, решающее значение имеют ф-лы 2 и 3.
Величина допускаемого на гвовдь по ф-ле 3 усилия зависит от угла наклона а решетки к поясу. Чем меньше угол наклона а, тем больше
В табл. 2 даны допускаемые усилия на гвоздь при различных диаметрах гвоздя, различной толщине досок стенки и различном допускаемом напряжении на смятие дерева.
Там же приведены для сравнения усилия на гвоздь, вычисленные при полном использовании гвоздя на изгиб. При расчете берется наименьшее вначение Tw.
' 1 к
ь
3- V V X
7
s
V
х
✓
' х.
✓
х X X
Ч N Ч Г 9 ,1
1 j ' Ч ' -
t
zTviiVf
з
i
XJO
i
X
kчА
I
Концы гбоздеО загнуть _ горизонтальным загибом
Фиг. 1. Разбивка гвоздей в стенке при различных высотах балки
допускаемое усилие на гвоздь. Вообще гвовдь может быть выгодно использован- на изгиб только при наклоне досок решетки к поясу под углом а- 45. В частности при а 30 ф-ла 3 принимает вид1:
Т аъФх 80 V 138 аЛ- 3'
При назначении угла а 30 получается экономия в гвоздях или в материале стенки. Проектный угол наклона досок стенки необходимо указывать на рабочих чертежах и требовать обязательного его сохранения при изготовлении балок.
1 Расположение досок решетки под углом в 30е к поясу предложено инж. П. Ф. Плешковым Ленинградское отделение Промстройпроекта.
2 Стенка
Стенка образуется двумя перекрестными слоями тесовых досок шириной не менее 18 см, располагаемых обычно под углом 45 к оси балки. При меньшей ширине досок возрастает число поясных гвоздей, попадающих в щели между досками стенки и в нерабочие волокна, близкиек щелям. Между собой доски стенки на участке между поясами соединяются специальными гвоздями, обеспечивающими совместную работу досок стенки при ее выпучивании из плоскости балки. Длина этих гвоздей назначается с таким расчетом, чтобы можно было пробить гвоздем обе доски стенки- и загнуть свободный конец горизонтальным загибом фиг. 1. Гвозди вдоль стенки балки реко
ДВУТАВРОВЫЕ БАЛКИ С ПЕРЕКРЕСТНОЙ СТЕНКОЙ
213
мендуется забивать не реже чем по 2 шт. на каждую доску воны 1 и вдвое реже в зоне 2. При ширине доски приблизительно 18 см это определяет шаг забоя вдоль балки в воне 1 около 12 13 см.
Количество рядов гвоздей поперек стенки зависит от высоты балки: при высоте балки Н 80 см обычно забивается один ряд гвоздей; при д 85 НО см два ряда гвоздей, при Я 115 140 см три ряда гвоздей и при И 145 см четыре ряда гвоздей.
В Ребра жесткости
Ребра жесткости ставятся на концах балки опорные и по пролету через 0,1 I промежуточные. Со стенкой и поясами балки опорные ребра связываются гвовдями, болтами и штырями фиг. 13 и 14, а промежуточные гвоздями и болтами фиг. 15 и 16.
Ребра жесткости увеличивают поперечную жесткость стенки балки, распределяют нагрузку между поясами верхним и нижним и передают конструкции сосредоточенные усилия от прогонов. Последние укладываются, как правило, над ребрами жесткости. В тех случаях, когда прогоны не могут быть поставлены точно через 0,1 L например при устройстве фонарей, вентиляционных вытяжек, подвесных путей, при применении плитного утеплителя и т. д., ребра жесткости смещаются и ставятся под прогонами, но расстояние между ними должно быть близко к 0,1 L.
Ребра жесткости состоят иэ прокладок и накладок.
Прокладки и накладки опорных ребер делаются обычно из досок того же сортамента, что и пояса; ширина их принимается равной полной ширине поясной доски.
Прокладки опорных ребер прибиваются поясными гвоздями. Обычно разбивка гвоздей в них та же, что и в зоне 1 поясов. В помещенных ниже таблицах балок шаг гвоздей в ребрах принят равным 20. Накладки опорных ребер жесткости этих балок прикрепляются к поясам четырьмя болтами, а к стенке одним болтом и четырьмя штырями. Диаметр dx болтов на опорном ребре этих балок принимается в зависимости от длины пролета балки и величины нагрузки 12 и 16 мм. Штыри ставятся только в том случае, когда высота прокладки опорного ребра равна или более 15сх, т. е. необходимо, чтобы:
Н0 2ЪХ I5rflt 4
где 0 высота балки у опоры;
Ьг ширина поясной доски; dx диаметр штыря.
Диаметр штыря, как правило, равен диаметру болтов на опорном ре,бре и берется меньше только в тех случаях, когда этого не допускает высота прокладки.
Средний болт, соединяющий накладку, прокладку и стенку, ставится только в том случае, когда высота прокладки опорного ребра равна или более 10, т. е. когда:
Н0 2Ъ1ШХ, 5
где dx диаметр болта, остальные обозначения те же, что в ф-ле 4.
Прокладки промежуточных ребер жесткости делаются также из того же сортамента, что и поясные доски; ширина их обычно берется
равной половине ширины поясных досок. В помещенных ниже таблицах балок накладки промежуточных ребер делаются из сортамента досок; который применяется для устройства стыковых накладок нижнего пояса. Ширина их также берется равной половине ширины поясных досок.
При больших пролетах у двух-трех промежуточных ребер жесткости рекомендуется выпускать верхние концы накладок выше верхнего пояса, чтобы связать прогоны с этими концами накладок это увеличивает жесткость верхнего пояса балки.
В двускатных балках следует выпускать верхние концы накладок у среднего ребра в месте стыка досок верхнего пояса.
Опорное ребро при на- Промежуточное ребро
клонном расположе- при наклонном рао-
нии балки
положении балки
Фиг. 2
Прокладки промежуточных ребер жесткости прибиваются поясными гвоздями, а накладки гвоздями стенки.
Разбивка гвоздей в прокладках и накладках промежуточных ребер зависит от ширины поясных досок и показана на отдельном чертеже для всех принятых в таблицах см. ниже размеров досок фиг. 19. Диаметр болтов промежуточных ребер принят для всех этих балок в 12 мм.
Промежуточные ребра жесткости в балках всех трех типов всегда ставятся перпендикулярно к доскам нижйего пояса.
Опорные ребра жесткости в односкатных балках ставятся перпендикулярно к доскам нижнего пояса, а в балках с параллельными поясами перпендикулярно к поясам в том случае, когда балки устанавливаются горизонтально; если же балки устанавливаются наклонно, то опорные ребра ставятся вертикально фиг. 2. В этом случае угол между осью опорного ребра и осью пояса равен 90 5, где 0 угол наклона поясов.
Во всех случаях необходимо обеспечить устойчивое закрепление опорных ребер против выпучивания из плоскости балок, что может быть сделано по типу, изображенному на фиг. 3.
4 Стыки поясов
Пояса балок всех типов пролетом более 7 л1 должны проектироваться со стыками.
а Стыки нижнего пояса
Нижний пояс имеет обычно один стык, который может быть деревянным с деревянными про-
1 Балки с пролетом L 7 м желательно выполнять из цельных досок при наличии таковых на стройке
214
S. Г. ПИСЧИКОВ
Поперечные связи
ГЬозди б; 1 25
Ч
V
jd
6x65
Сбязь под углом 45
С бязь, доска 5x10
Упорная вилке 7х 15x50
Упорный брусок х ЮхгО
v Лвутабровая балка
Глухари ш сншу
Прогон
V'ZTt
Упорный брусок 5x10x20
Упорная билк 7x15x50
г
План расположения прогоноб и поперечных связей
ЛтаАы npukpewemp tonopvod' 6или дозди 05;tB125
Упорнаябилка
упорная балка гУяРи 71550 6x65
Накладка аз полосавозоЖелеза 3х50
Прогон
14-
ю Ш мм 9
1
Ь
И
S
11
а
Упорная Вулка 71550
-А
Прогон
СГ“
-■ б
Примечания: 1. Если торцевые стены не являются несущими, то прогоны опираются на гвоздевую балку, установленную около торцевой стены, а поперечные связи устраиваются в первом пролете и промежуточные через 2 3 пролета.
2. Поперечные связи устраиваются под углом а 45.
44Сбязд 5x10
i Закладка иэ лалособ. Глухари I Железа 350 665
бозди 5;tm125
щи
Фиг. 3. а План, вид снизу, б накладка из полосового железа снята, в накладка яз полосового железа 3 X 50.
ДВУТАВРОВЫЕ БАЛКИ С ПЕРЕКРЕСТНОЙ СТЕНКОЙ
215
кладками и накладками или металлическим с накладками и прокладками из тонкого листового железа.
Достоинствами деревянного стыка являются: 1 меньший по сравнению с металлическим стыком расход металла, 2 легкость выполнения; недостатками: 1 необходимость устройства стыка в месте наименьшего усилия в поясных гвоздях, т. е. в середине пролета, 2 некрасивое утолщение пояса в месте стыка.
Достоинствами металлического стыка являются:
1 возможность устройства стыка в любом месте
пролета балки, 2 более красивый внешний вид благодаря отсутствию утолщения пояса; недостатками: 1 значительный расход металла,
2 трудность выполнения пробивка гвоздем металлических полос, 3 опасность ослабления стыка при ржавлении металлических полос.
Сопоставление указанных особенностей обеих конструкций заставляет отдать предпочтение деревянному стыку как вполне надежному и более экономичному.
Деревянные стыки. Наиболее употребительный деревянный стык нижнего пояса имеет следующую конструкцию фиг. 17 и 18. По середине балки на протяжении двух средних панелей между поясными досками укладывается стыковая прокладка, а с наружных сторон в том же месте и на том же протяжении на поясные доски накладываются две стыковые накладки. Весь этот пакет досок соединяется гвоздями или же болтовыми нагелями.
На протяжении стыковой прокладки доски стенки укорачиваются на ширину поясной доски и скрепляются с поясными досками стыковыми брусками, которые прибиваются к стенке двумя рядами горизонтальных гвоздей, а к поясным доскам одним рядом вертикальных гвоздей каждый.
Накладки среднего ребра жесткости короче нормальных и доходят только до верхней плоскости нижнего пояса; прокладки также меньше нормальных и доходят до верхней плоскости стыковых брусков.
Для придания стыку большей жесткости стыковые накладки стягиваются тремя болтами.
Нижний пояс стыкуется обязательно по середине пролета балки в этом месте поперечная сила имеет наименьшее значение, что облегчает присоединение поясных досок к стенке балки.
Стык описанного, типа удачно выполняется в тех случаях, когда толщина прокладки достаточна для восприятия половины усилия в нижнем поясе.
При этом стык решается лучше всего посредством соединения элементов стыка тонкими нагелями из круглой стали. Ввиду того что усилия в стыке распределяются пропорционально мощности нагельных швов, т. е. в данном случае поровну на все четыре шва, прокладка', имеющая 50 всех нагельных срезов, воспринимает половину усилия в поясе и при достаточной ее толщине не может оказаться перенапряженной.
Если элементы стыка соединяются гвоздями, доходящими до середины прокладки и имеющими в прокладке полноценные срезы, то и здесь прокладка должна воспринять половину поясного усилия. Стыки такого типа применены в балках, данных ниже в таблицах. При изготовлении балок с такими стыками требуется безусловное соблюдение проекта в части толщины применяемых досок и длины стыковых гвоздей. Утол
щение досок и укорочение гвоздей против проекта могут привести к1 тому, что прокладка будет в значительной мере недонапряжена, а гвоздевые швы накладок будут перенапряжены. Обратное явление, т. е. утонынение досок и удлинение гвоздей против проекта, может привести к раскалыванию прокладки встречными гвоздями.
Требовательность этих гвоздевых стыков к качеству их изготовления является существенным недостатком стыков этого типа.
В тех случаях, когда стенка балки тонка и соответствующая толщине стенки прокладка не может воспринять половину усилия в поясе, теоретически представляется возможным осуществление стыков по типу фиг. 17 и 18 в расчете на неполноценность гвоздевых срезов в прокладке и соответствующее этой неполноценности недонапряжение гвоздевых срезовх, а с ними вместе и самой прокладки.
Фнг. 4. Стык, нижнего пояса с тонкой прокладкой на нагелях
Однако от осуществления подобных стыков необходимо предостеречь вследствие отмеченной выше чувствительности этих стыков к неточностям изготовления балок. В данном случав применение неполноценных срезов практически может привести к тому, что эти срезы фактически могут оказаться совершенно нерабочими и все усилие нижнего пояса может перейти целиком на одни накладки.
Применение стыка с тонкой прокладкой и нагельными соединениями может быть рационально осуществлено следующим способом. Стыковая прокладка делается короче, чем наружные стыковые накладки фиг. 4. Длина прокладки назначается с таким расчетом, чтобы приходящееся на нее количество нагелей соответствовало ее сечению. В стыке на фиг. 4 толщина, пояса 2 5 10 см, толщина прокладки
равна 4 см, что составляет 40 от толщины пояса. При общем числе срезов нагелей на половине длины стыка, равном 64, на долю про-
кладки приходится 24 среза, причем 100
38 40, т. е. прокладка обеспечена от перенапряжения.
Иначе та же цель может быть достигнута осуществлением стыка по схеме фиг. 5, где болтовые нагели применяются совместно с короткими гвоздями, соединяющими поясные доски только с наружными накладками.
,См. 137 ту и н. z Предложен инж. П. Ф. Плешковым.
216
в. г. писчиков
Чисто гвоэдевой стык при тонких накладках хорошо осуществляется по схеме фиг. 6, где встречные гвовди имеют попеременно равную длину, вследствие чего имеется возможность
болтовые нагели
с
1 1
li_ ; -
1
lj
п
Fl с
h f
п.
с
3“ ; ;
П
П 1
Т 1 т
„ г
i Г.
L: 1 Г Ц
я
Гбозди
Тип I
Тип II
YSySSSSSs.
VV ■l b
■y-fr'T
i
ПМ
i и J d iL.
1 I
i I i:l;lll 1111 lti
Фиг. 5. Стык нижнего пояса с тонкой прокладкой на гвоздях и нагелях
ками ВС, лежащими в плоскости наружных поясных досок фиг. 8. Эти последние в свою очередь перекрываются двумя длинными наружными накладками AD той же толщины, что и постоянные доски.
Выполнение ступенчатого стыка по фиг. 9 не рекомендуется, так как при такой схеме гвовди на участке CD необходимо рассчитывать не по формуле:
Т 0,6 a'd л,,
I
YSA
I
-У Т-
н Г
I 1 I I
I Л
Т'Г
I I I
-L
-L-4-
1 i
1 I
14ХГ
1 1 -I-
Длинные ьдозди
i i i i.
■A- l ■ i I ■ 4
YAYSSS
J
'opomkue гбозди
Фиг. 6. Стык нижнего пояса с тонкой прокладкой на
гвоздях
передать на прокладку меньшее усилие. При а по формуле:
одинаковом диаметре стыковых гвоздей прокладка 71 0 4 'd In 1
воспринимает з от усилия в поясе. ’ а L ’
Недостатком этого стыка является возможность где а' толщина одной поясной доски г.
неправильного размещения в стыке длинных и Ввиду отсутствия на протяжении сигупенчатого
Гбозбо
коротких гвоэдей, вследствие чего возможно раскалывание прокладки встречными длинными гвовдями.
п В н с О
Фиг. 8. Схема ступенчатого стыка
А В С D
Фиг. 9. Нерациональная схема ступенчатого стыка
Разновидностью деревянного стыка является ступенчатый стык фиг,. 7, 8 и 9.
Две внутренние доски перекрываются в середине К пролета балки двумя короткими наклад-
стыка связи между двумя слоями досок стенки, таковая должна быть обеспечена специальным гвоэдевым забоем в виде одного или двух рядов мелких гвоздей.
Усилие, действующее на единицу длины этого гвоэдевого шва, определяется согласно выражению:
гр Q tg о
2 е иу
где Q поперечная сила, действующая в данной панели балки;
е расстояние между центрами тяжести поясов;
и расстояние от центра тяжести гвоэдевого шва до центра тяжести нижнего пояса балки фиг. 7;
а угол наклона досок стенки к направлению нижнего пояса балки.
1 Усилие с наружной накладки на участке CD передается на внутреннюю поясную доску через наружную поясную доску, играющую при этом роль прокладки несимметричного гвоздевого сопряжения.
ДВУТАВРОВЫЕ БАЛКИ С ПЕРЕКРЕСТНОЙ СТЕНКОЙ
217
Ступенчатый стык дает небольшую толщину стыковых деревянных накладок и может быть рекомендован для применения в мощных балках, имеющих тонкую, экономичную стенку.
Металлический стык. Стык осуществляется на металлических накладках и закладываемых в специальные пропилы прокладках из тонкого листового железа толщиной около 1 мм и скрепляется гвоздями, пробивающими листовое железо фиг. 10.
Сечение и длина металлически накладок и прокладок определяются по расчету на растягивающее усилие в поясе. Из условия пробиваемости прокладки гвоздем необходимо, чтобы ее толщина была не более 0,3 диаметра гвоздя:
-ей
L 5 -4 листа проклодйи инаьлобки
дж 0,3 L
по изгибу гвоздя:
Т„ 304;
по смятию древесины:
Тгв 0,5afd1 80 40a'i1;
по смятию металлического листа:
Тгв 1 000 Мх.
Обычно решающим оказывается последнее выражение.
Пример расчета металлического стыка. Требуется рассчитать металлический стык поясов балки.
Дано: длина балки L 9,0 м высота Я75 см; поясные доски имеют сечение Ъг х аг 14 х X 5 см толщина доски стенки а2 2.,2 см; нагрузка на балку 687 кгм. Расчетный пролет L0 L Ь 9,0 0,14 8,86 м. Расчетный изгибающий момент:
_ qL _ 687 8,8 ‘“max -g- s
Стык конструируем с накладками и прокладками из листового железа на расстоянии
Фиг. Ю. Разрез При двух листах в прокладке
стыка на метал- суммарная толщина железа не
кладками про- Должна превышать 0,4 d„.
кладках В наружных накладках дыры
пробиваются пробойником.
Допускаемое напряжение в металлических листах с учетом ослабления принимается:'на растяжение 1 400 кгсм2, на смятие 1 000 кг см2 учитываются рваные края пробиваемых в листах отверстий.
В досках толщиной 5,0 см можно делать не более одного пропила.
При учете ослабления поясной доски толщина пропила принимается равной 3 мм.
Стыки досок нижнего пояса располагаются вразбежку.
Металлический стык вразбежку дает возможность применять в стыке гвозди тех же размеров, что и для поясов, причем на длине стыка гвоэди забиваются только с одной стороны.
Допускаемое усилие на один срез гвоздя в металлическом стыке определяется по трем формулам:
270 360-
Фиг. 11. Расположение стыков на металлических накладках и прокладках
0,3 L 270 см от опоры фиг. 11. В этом сечении нормальная сила для одной доски:
0,84 674 000
4 640 кг.
N0MMmI
z 2 61-2
.Ставим полосовое железо толщиной: д 0,9 мм.
Полная площадь поперечного сечения накладок и прокладок:
4 14 0,09 5,04 см.
Гвозди в стыке и в поясах, имеющие I 125 мм, d 5 мм, располагаем в шахматном порядке в пять горизонтальных рядов.
Ослабление накладок и прокладок тремя гвоздями:
3 1,5 1 4 0,5 0,09 0,81 см2.
Рабочая площадь поперечного сечения металлических полос:
5,04 0,81 4,23 см2.
Напряжение:
п т 1100 кгсм9.
Допускаемое усилие на один гвоздь из условия смятия металлических полос в данном случае решающее:
Т 4
■ гв 4
0,5 0,09 1 000 180 кг.
Необходимое количество гвоздей на половину стыка:
N 4 640 180
тгв
25,8.
6 740 кг м.
Принимаем т 25.
б Стыки верхнего пояса
Доски верхнего пояса обычно стыкуются впритык в середине пролета в месте постановки ребра жесткости и продольного прогона.
Поясные доски в стыке тщательно приторцовываются, что должно быть отмечено на чертеже надписью тщательно приторцовать.
5 Конструктивный строительный подъем
Балки всех трех типов надлежит выполнять с конструктивным строительным подъемом второго рода, слагающимся иэ двух величин: а подъема, предусматривающего сдвиг в швах вследствие податливости гвоздевых соединений, и б подъема за счет упругих деформаций конструкции. Величина стрелы конструктивного строительного подъема для каждой балки определяется согласно.
1 Коэфициент 1,5 введен согласно 177 ТУ н Н.
218
В. Г. ПИСЧИКОВ
я
Я
се
о
о
И
в
S
2
А
Ч
и
Ч
ев
р.
св
О
а
к
к
ев
О
св
о
св
е
и.
я
е
примеру на стр. 235. Конструктивный строительный подъем обязателен и должен выполняться согласно указаниям по сборке двутавровых балок г.
3. Таблицы двутавровых гвоздевых балок с перекрестной стенкой 2
1 Принципы составления таблиц
Таблицы охватывают балки трех типов, отличающиеся между собой по характеру очертания верхнего пояса, а именно:
а с параллельными поясами;
б с наклонным верхним поясом односкатные;
в с наклонным верхним поясом двускатные.
Для верхних поясов как односкатных, так и двускатных балок принят уклон в 10, что соответствует минимальному рекомендуемому уклону рулонных кровель 8.
Для каждого из указанных трех типов балок таблицы составлены для пролетов от 7,0 до 14,0 м от 7 до 12 м включительно с интервалом в
0,5 м, а далее с интервалами в 1,0 м.
Для балок с параллельными поясами приняты расчетные нагрузки: для пролетов от 7,0 до 12,0 м включительно от 600 до 1 500 кгм, а для пролетов 13,0 и 14,0 л от 600 до, 1200 кгм с интервалом в 100 кг в нагрузки включен собственный вес балки.
Для односкатных и двускатных балок с наклонным верхним поясом для всех пролетов приняты расчетные нагрузки от 600 до 1 200 кгм включая собственный вес балки с интервалом в 100 кгм.
2 Расчет балов
Расчет балок произведен во всем согласно ТУ и Н 1931 г. и Единым нормам. При расчете приняты допускаемые напряжения, соответствующие полусухой сосне влажность до 23 1-й марки применительно к сооружениям III класса. Рабочее напряжение в досках определялось по верхнему сжатому поясу с учетом продольного изгиба.
Расчет поясных гвоздей произведен без учета влажности древесины. При расчете гвоздей в стыке нижнего пояса в накладках и прокладках как более ответственной детали учтена влажность путем введения коэфициента понижения допускаемого напряжения л 0,9.
1 См. Конструктивный строительный подъем.
2 По материалам В СУ РККА.
3 По указаниям Иннорса.
ДВУТАВРОВЫЕ БАЛКИ С ПЕРЕКРЕСТНОЙ СТЕНКОЙ
219
к Л
ч
Ч
. v
к
I
гч t
Г '
О
а
is
о Й 05 к к ,м Ии
s
2 м
tc н о о Н о
в
Я о а й Э- р
о ®
So
g D
P.
к И
n 3 N В
ю б5
СО О
ев Н А
а ю g
-чН
в
е
220
В. Г. ПИСЧИКОВ
S
I
f
Tn T11
t
’ XN4vv.m
py
i j i
H Ji ■■■■ ■■■
s
о
сб
R
a
к
и
я
m
о
D
И
н
g -'
н
л
и
св
о
О
И
2
о
to
К
а
и
х
а
о
н
н
е
I
С
сГ
II
ДВУТАВРОВЫЕ БАЛКИ С ПЕРЕКРЕСТНОЙ СТЕНКОЙ
221
При выборе размеров поясных гвоздей учтены результаты исследования экономичности использования гвоздей в зависимости от величины диаметра гвоздя и толщины сплачиваемых элементов, установившие, что наиболее экономичными являются гвозди с наименьшим возможным при требуемой длине гвоздя диаметром.
В случае применения лесного материала влажностью большей , чем 23, или елового леса вместо соснового 1-й марки в соответствии с понижением допускаемого напряжения понижается и допускаемая нагрузка без изменений в расстановке гвоздей.
В тех случаях, когда балка не может быть подобрана по таблицам например при заранее обусловленной по каким-либо причинам высоте балки, не совпадающей с высотой, данной в таблице, при наличии значительного сосредоточенного груза, при отсутствии указанного в таблице сортамента леса и т. п., таковая может быть запроектирована согласно приведенному ниже на стр. 233 типовому расчету балки.
Пример расчета приведен для балки с параллельными поясами. При расчете балки с наклонным верхним поясом односкатной или двускатной нужно помнить, что сечение поясов должно быть рассчитано по максимальной нормальной силе:
N ¥тах у
Сечение балки, где нормальная сила имеет наибольшее значение, отстоит от опоры на расстоянии х, определяемом по формуле:
х
_lZ2-aLZ0-Z0
6
где Z0 плечо внутренней пары на опоре Н а величина уклона;
L расчетная длина пролета.
Во всем остальном расчет производится так же, как и для балки с параллельными поясами.
3 Пользование таблицами
Все данные, необходимые для составления проекта двутавровой балки, объединены в 8 типовых чертежей фиг. 12 19 и 26 таблиц с примечаниями.
Все размеры обозначены на чертежах буквами, численные значения которых в зависимости от типа балки, нагрузки и пролета приведены в таблицах и в примечаниях к ним.
Таблицы построены следующим образом: вначале даются основные размеры всей балки, затем размеры отдельных ее элементов и наконец выборка материалов.
Одинаковые по характеру размеры всех элементов обозначены одними и теми же буквами с различными индексами. Так например, толщина всех элементов обозначена буквой а: поясов 1, стенки а2 и т. д. Аналогично ширина всех элементов обозначена буквой Ъ: поясов blt стенки- Ь2 и т. д.
Порядок пользования таблицами и типовыми чертежами поясним примером.
Пример. Требуется составить рабочий проект Двутавровой двускатной балки расчетным пролетом L 9,9 м при расстоянии между балками В 5,0 м.
1 В односкатных балках Z, плечо внутренней □ары у опоры малой высоты.
Нагрузка: постоянная д 120 кгл2, временная р 103 кгм2.
Балки предназначены для защищенного сооружения III класса и будут изготовлены из полусухой сосны марки 1.
I
S5
С
ж
о
S
сб
W
И
а
PQ
О
К
Я
Еч
О
О
W
а
И гсГ J
й И
аЗ
О
О
11
О
Рч
D
И
£
я
и
й
a
Е-
О
Рн
И
е
о
По этим данным находим полную нагрузку на 1 пог. м балки без собственного ее веса:
о Р 9 ' В 120103 5,0 1115 кгм.
Среди таблиц для балок с двускатным верхним поясом выбираем таблицу для пролета, ближайшего большего к 9,9 м, т. е. для L 10 м.
На этой таблице отыскиваем графу, соответствующую полной нагрузке включая собственный
222
В. Г. писчиков
вес балки, ближайшей большей к полученной, в данном случае графу с нагрузкой 51200 кгм.
В последней горизонтальной строке этой графы приведен собственный вес всей балки G 632 кг. Разделив полный вес балки G 632 кг на длину пролета, получаем собственный вес 1 пог. м балки:
Изменения потребует только шаг гвоздей в стыковых накладках и стыковых брусках, так как принято L3 0,2L.
При назначении шага гвоздей должны быть соблюдены указания ТУ и Н.
Количество гвоэдей и порядок их размещения остаются без изменений.
При ширине поясных досок Ь 13
2 1,2
Ори ширине поясных досок 16
ол
а
При ширине поясных досок
При ширине пояснит досок 22
о
Фиг. 19. Разбивка гвоздей в прокладках и накладках пролетных ребер жесткости
Прибавив gce 63 кг к 1 115 кгм, получаем полную нагрузку на 1 пог. м балки:
q0 св 1 115 63 1 178 кг.
При расчетном пролете L 9,9 м и полной нагрузке q 1 178 кгм можно воспользоваться всеми размерами, данными в таблице для балки:
L 10,0 м и q 1 200 кгм.
По размерам, указанным в таблице и в примечаниях перед таблицами, составляются рабочие чертежи. Ввиду значительной высоты двутавровых балок для устойчивости их необходимо ставить на опорах поперечные связи.
Устройство поперечных связей показано на фиг. 3.
ДВУТАВРОВЫЕ БАЛКИ С ПЕРЕКРЕСТНОЙ СТЕНКОЙ
22
4 Таблицы балок с параллельными поясами
Принятые конструктивные размеры:
1. Полная длина балки L0 L blf где Ьг ширина поясной доски Ьг берется из таблиц.
2. Длина панели I 0,1 L.
3. Длина первой зоны разбивки гвоздей 0,25 L фиг. 20.
1 зона 0.25 L-
I зона 0,5 L 1 зона “0,25 Z.-
'ш
Ш
ж
ж
щ
щ
Ш
Ш
ш
ш
г
ь
яг1
L Фиг. 20. Схема балки с параллельными поясами
4. Длина второй воны разбивки гвоздей 0,5 L.
5. Элементы балок с параллельными поясами в зависимости от толщины аг поясных досок аг берется из таблиц назначаются согласно следующему
Таблица 3
Размеры элементов, принятые при составлении таблицы
Толщина поясных досок. С1 в см
35
40
45
50
60
70
Толщина досок стенки. аг в см
22
22
25
25
25
30
Толщина стыковых накладок 5 в см
22
25
25
25
35
45
Ширина стыковых брусков. be в см
70
75
80
90
90
100
Диаметр поясных гвоздей di в мм
4
1 4
4,5
5
5
5,5
Длина поясных гвоздей. Zi в мм
110
110
125
150
150
175
Диаметр стыковых гвоздей. da в мм
3,5
4
4
4
4,6
5
Длина стыковых гвоздей I3 в мм
80
90
100
100
125
150
6. Шаг st' поясных гвоздей во второй зоне равен удвоенному шагу поясных гвоздей в первой зоне берется из таблиц.
7. Ширина Ьг досок стенки назначается не меньше 18 см.
8. Сечение а3 х Ъ3 накладок и прокладок опорных ребер жесткости принимается равным сечению ах х Ъг поясных досок.
9. Толщина а4 накладок промежуточных ребер жесткости принимается равной толщине а-а стыковых накладок нижнего пояса а5 берется из табл. 3.
10. Ширина 64 накладок промежуточных ребер жесткости принимается равной половине ширины Ьг поясных досок.
11. Диаметр cf8 болтов и штырей опорных ребер жесткости принимается равным 12 мм для балок Цролетом 7 8,5 м и 16 мм для балок пролетом 9 14 м.
12. Диаметр dt болтов промежуточных ребер жесткости принимается равным 12 мм для всех балок.
13. Размер гвоздей стенки в зависимости от толщины досок стенки назначается согласно следующему:
Таблица 4
Размер гвоздей стенкп в зависимости от толщины досок
Толщина досок стенки
0,2
в мм
19
22
25
30
Диаметр гвоздей стенки.
d2
в мм
3
3
3,5
3,5
Длина гвоздей стенки
h
в мм
60
70
80
90
14. Вес балок определен при объемном весе древесины 550 кг в 1 л8.
Таблица 5
L 7,0 м
Таблицы балок с параллельными поясами
Полная расчетная нагрузка в кгпог. м
Я
600
700
800
900
1000
1 100
1 200
1300
1400
1 500
Полная высота балки в см.
Н
65
65
70
70
70
75
75
80
80
85
Стрела конструктивного строи
1
3,5
тельного подъема в см.
4
4
4
4
4
3,5
4
3,5
3
Толщина поясных досок в см
аг
3,5
13
3,5
3,6
4
4
4
4
4
4,5
4,5
Ширина поясных досок в см
Ъг
16
19
19
19
19
22
22
22
22
Шаг гвоздей в первой зоне
13
13,5
в см si
14,5
13,5
14
12
11
11,5
11
11
Число горизонтальных рисок
9
9
поясов т
6
7
8
8
8
8
9
9
Число горизонтальных рисок
11
11
11
накладок т5
8
9
10
10
10
10
11
Число вертикальных рисок
14
16
16
в полунакладке пъ
13
14
15
14
14
14
14
Число вертикальных рисок
22
22
22
в стыковом бруске Яб
18
20
18
20
22
22
22
Вес древесины всей балки в кг
Gi
219
248
283
309
309
323
352
366
412
426
Вес металла всей балки в кг
g2
20,34
21,83
23,02
25,74
26,39
26,34
27,95
23,35
32,62
82,78
224
В. Г. ПИСЧИКОВ
Таблицы балок с параллельными поясами
Таблица 6
L 7,5 м
Полная расчетная нагрузка в кгпог. м
Q
600
700
800
900
1000
1100
1 200
1300
1400
1500
Полная высота балки в см.
Н
70
70
75
75
75
80
85
85
90
95
Стрела конструктивного строительного подъема в см. Толщина поясных досок в см
f
а 1
4
3,5
4
3,5
4
3,5
4
3,5
4
4
4
4
3,5
4
3.5
4.5
3.5
4.5
3
о4’5
On
Ширина поясных досок в см
bi
16
16
19
22
22
22
22
22
22
Шаг гвоздей в первой зоне.
В СМ si
16,5
14
14,5
14
12,5
12,5
12,5
14
14
14
Число горизонтальных рисок
ПОЯСОВ mi
7
7
8
9
9
9
9
9
9
9
Число горизонтальных рисок накладок ms
9
9
10
11
11
11
11
11
11
11
Число вертикальных рисок в полунакладке пъ
14
14
15
16
14
14
14
16
16
16
Число вертикальных рисок в стыковом бруске. , Вес древесины всей балки в кг Вес металла всей балки в кг
ne
Gi
G2
18
277
21,36
20
277
21,36
20
317
23,41
20
342
24,65
22
371
26,32
22
386
27,64
22
398
27,92
22
447
33,20
22
460
33,01
22
475
33,44
Таблица 7
L 8.0 м
Полная расчетная нагрузка в кгпог. м
Я.
600
700
frOO
900
1000
1 100
1 200
1300
1400
1500
Полная высота балки в см.
Н
75
75
80
80
85
90
90
90
90
90
Стрела конструктивного строи
4,5
3,5
3,5
3,5
тельного подъема в см.
4
4
4
4
3,5
3,5
Толщина поясных досок в см
аг
3,5
4
3,5
3,5
4
4
4
4,5
5
5
Ширина поясных досок в см
hi
16.
16
19
22
22
22
22
22
22
22
Шаг гвоздей в первой зоне
В СМ ■
si
16
14,5
15
14
13
13
12
14
15,5
14
Число горизонтальных рисок
8
9
поясов mi
7
7
9
9
9
9
9
9
Число горизонтальных рисок
9
10
накладок ms
9
11
11
11
11
11
11
11
Число вертикальных рисок
14
13
15
16
в полунакладке ns
14
14
14
16
18
18
Число вертикальных рисок
18
20
20
20
в стыковом бруске ne
22
22
24
22
22
24
Вес древесины всей балки в кг
Gi
305
327
348
377
422
437
437
489
516
516
Вес металла всей балки в кг
Ga
21,91
23,95
r
24,13
33,32
28,15
28,50
29,46
34,31
38,74
40,
Таблица 8
£ 8,5 м
Полная расчетная нагрузка в к гпог. м
Q
600
700
800
900
1000
1100
1 200
1 300
1400
1 500
Полная высота балки в см. Стрела конструктивного строи
Н
80
80
85
85
85
90
90
95
95
100
тельного подъема в см.
f
4
4
4
4
4
4
4
4
4
3,5
Толщина поясных досок в см
аг
3,5
4
3,5
3,5
4
4,5
4,5
4,5
5
5
Ширина поясных досок в см Шаг гвоздей в первой зоне
bi
16
16
19
22
22
22
22
22
22
22
В СМ
Число горизонтальных рисок
si
17.
15
15
14,5
12,5
to
16
15
14
15
15
поясов Число горизонтальных рисок
mi
7
7
8
9
9
9
9
9
9
9
накладок Число вертикальных рисок
ms
9
9
10
11
11
11
11
11
11
11
в полунакладке Число вертикальных рисок
ns
14
13
15
16
14
16
16
16
18
18
в стыковом бруске.
n6
20
22
22
22
24
20
20
22
22
22
Вес древесины всей балки в кг
Gi
335
360
386
412
444
506
506
523
561
579
Вес металла всей балки в кг
g2
22,06
24,30
24,81
26,12
29,24
33,08
34,51
35,54
40,81
41,41
ДВУТАВРОВЫЕ БАЛКИ С ПЕРЕКРЕСТНОЙ СТЕНКОЙ
225
Таблица 9
1 9,0 л
Полная расчетная нагрузка в кгпог. м
Я.
600
700
800
900
1000
1 100
1 200
1300
1400
1500
Полная высота балки в см.
Н
80
80
85
90
90
90
90
95
100
100
Стрела конструктивного строи
4,5
4,5
4,5
4,5
тельного подъема в см.
1
5
5
4
4
4
4
Толщина поясных досок в см
1
3,5
4
4
4
4,5
5
5
5
5
6
Ширина поясных досок в см
19
19
19
22
22
22
22
22
22
22
Шаг гвоздей в первой зоне
в см 1
17,5
15
12,5
14,5
16,5
17
15,5
15,5
15,5
14,5
Число горизонтальных рисок
-
9
mi
8
8
8
9
9
9
9
9
9
Число горизонтальных рисок
10
накладок
ТО5
10
10
11
11
11
11
11
11
11
Число вертикальных рисок
15
в полунакладке Пб
14
14
14
16
18
18
18
18
16
Число вертикальных рисок
20
в стыковом бруске 22
26
22
20
20
22
22
22
22
Вес древесины всей балки в ка
Gi
878
414
428
480
539
569
569
576
605
681
Вес металла всей балки в кг
Gi
26,74
29,70
32,07
31,91
37,10
42,84
44,70
45,22
45,39
50,85
Таблица 10
L 9,6 ж
Полная расчетная нагрузка в кгпог. м
Я.
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
Полная высота балки в см.
Н
85
85
90
95
95
95
100
105
105
105
Стрела конструктивного строи
4,5
4,5
4,5
4,5
тельного подъема в см.
f
5
5
4
4
4
4
Толщина поясных досок в см
i
3,5
4
4
4
4,5
5
5
5
6
6
Ширина поясных досок в см
bi
19
19
‘ 22
22
22
22
22
22
22
22
Шаг гвоздей в первой зоне
si
17,5
15
15,5
15
17
17,5
17
17
16
14,5
Число горизонтальных рисок
8
8
9
9
9
9
9
9
9
поясов. mi
9
Число горизонтальных рисок
10
10
11
11
11
11
11
11
накладок ГП5
11
11
Число вертикальных рисок
16
18
18
18
16
в полунакладке n5
15
14
14
14
16
Число вертикальных рисок
20
24
24
22
22
22
22
22
в стыковом бруске ne
24
24
Вес древесины всей балки в кг
Gi
418
447
504
519
605
614
6S4
653
735
735
Вес металла всей балки в кг
Ga
27,51
30,53
31,68
32,21
37,68
43,51
44,67
45,17
50,02
52,25
Таблица 11
L 10,0 м
Полная расчетная нагрузка в кгпог. м
Q
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
Полная высота балки в см.
Н
90
90
90
95
90
100
105
110
110
110
Стрела конструктивного строи
4,5
тельного подъема в см.
f
5
5
5
5
5
4
4
4
4
Толщина поясных досок в см
01
3,5
4
4,5
4,5
5
5
5
5
6
6
Ширина поясных досок в см
Ъг
19
22
22
22
22
22
22
22
22
22
Шаг гвоздей в первой зоне
17,5
81
18
19
18
18
18
17,5
17
16
15
Число горизонтальных рисок
9
поясов mi
8
9
9
9
9
9
9
9
- 9
Число горизонтальных рисок
11
11
накладок ms
10
11
11
11
11
11
11
11
Число вертикальных рисок
18
16
в полунакладке пъ
15
14
16
16
18
18
18
16
1исло вертикальных рисок
24
в стыковом бруске Пб
22
22
20
22
22
22
22
22
24
Вес древесины всей балки в кг
Gi
454
526
582
600
643
662
682
703
786
786
Вес металла всей балки в кг
g2
27,96
30,95
35,91
37,47
4, 05
44,43
45,49
' 46,64
51,51
52,82
226
В. Г ПИСЧНКОВ
Таблица 12
L 10,6 м
Полная расчетная нагрузка в кгпог. м
Q
600
700
800
900
1000
1 10Э
1 200
1 300
1 400
15p
Полная высота балки в см.
Н
95
95
95
100
105
105
105
110
115
125
Стрела конструктивного строи
4,5
4,5
4,5
3,5
тельного подъема в см.
1
5
5
5
5
4,5
4
Толщина поясных досок в см
а
4
4,5
4,5
4,5
5
5
6
6
6
6
Ширина поясных досок в см
bi
19
19
22
22
22
22
22
22
22
22
Шаг гвоздей в первой зоне
в см si
21
20
19
18
20
18
17
16,5
16
16
Число горизонтальных рисок
8
♦
9
9
9
поясов mi
8
9
9
9
9
9
Число горизонтальных рисок
10
11
накладок m5
10
11
11
11
11
11
11
11
Число вертикальных рисок
15
16
16
16
в полунакладке пь
14
16
16
18
18
16
Число вертикальных рисок
20
26
26
в стыковом бруске Пб
20
22
22
20
22
24
24
Вес древесины всей балки в кг
Gi
525
587
646
658
712
712
796
824
843
888
Вес металла всей балки в кг
■h
28,77
84,93
37,38
38,52
43,92
46,00
50,76
51,68
52,93
54,23
Таблииа 13
1 11,0 м
Полная расчетная нагрузка в кгпог. м
Q
600
700
800
900
1 000
1 100
1 200
1 300
1400
1500
Полная высота балки в см.
Н
100
100
105
105
110
115
115
120
125
130
Стрела конструктивного строи
4,5
тельного подъема в см.
f
5
5
5
5
4,5
4,5
4
4
4
Толщина поясных досок в см
ai
4
4
4,5
5
5
5
6
6
6
6
Ширина поясных досок в см
bi
19
22
22
22
22
22
22
22
22
22
Шаг гвоздей в первой зоне
В СМ si
17,5
17,5
21
21
20
19
18
17
17
16,5
Число горизонтальных рисок
mi
8
9
9
9
9
9
9
9
9
9
Число горизонтальных рисок
накладок. m5
10
11
11
11
11
11
11
11
11
11
Число вертикальных рисок
в полунакладке n5
14
14
16
18
18
18
16
16
16
16
Число вертикальных рисок
в стыковом бруске ne
24
24
20
20
20
22
24
24
24
24
Вес древесины всей балки в кг
Gi
565
612
703
738
761
779
870
900
925
944
Вес металла всей балки в кг
Ga
31,06
31,90
37,27
43,50
44,89
46,50
51,27
53,09
53,63
54,90
Таблица 14
L 11,6 м
Полная расчетная нагрузка в кгпог. м
Q
600
700
800
900
1000
1 100
1 200
1 300
1400
1500
Полная высота балки в см.
Н
105
105
110
110
115
121
121
128
123
135
Стрела конструктивного строи
5
тельного подъема в см.
1
5
5
5
4,5
4
4
4
4
4
Толщина поясных досок в см
ах
4
4,5
5
5
6
6
6
6
6
7
Ширина поясных досок в см Шаг гвоздей в первой зоне
bi
19
22
22
22
22
22
22
22
22
22
В СМ
si
18
20
24
21,5
20,5
20
18,5
18
16,5
22,5
Число горизонтальных рисок
поясов mi
8
9
9
9
9
9
9
9
9
9
Число горизонтальных рисок
накладок m
10
11
11
11
11
11
11
11
11
11
Число вертикальных рисок
в полунакладке n5
14
16
18
18
16
16
16
16
16
17
Число вертикальных рисок
в стыковом бруске.
ne
24
24
18
20
22
22
24
24
26
20
Вес древесины всей балки в кг
Gi
604
73 J
792
792
906
932
932
978
978
1 190
Вес металла всей балки в кг
G2
31,25
38,39
42,25
44,52
49,38
50,23
52,62
53,65
55,53
65,19
ДВУТАВРОВЫЕ БАЛКИ С ПЕРЕКРЕСТНОЙ СТЕНКОЙ
227
Таблица 15
L 12,0 л
Полная расчетная нагрузка в кгпог. м
Q
600
700
800
900
1000
1 100
1200
1300
1400
1 500
Полная высота балки в см.
Н
109
109
115
115
120
126
' 126
133
133
141
Стрела конструктивного строительного подъема в см.
1
5
5
5
5
4,5
4,5
4,5
4
4
4
Толщина поясных досок в см
tti
4,5
19
4,6
5
5
6
6
6
6
7
7
Ширина поясных досок в см.
bi
22
22
22
21
22
22
22
22
22
Шаг гвоздей в первой зоне
si
20
20
24,5
22
20,5
20
18
18
22
22
Число горизонтальных рисок поясов mi
8
9
9
9
9
9
9
9
9
9
Число горизонтальных рисок накладок m б
10
11
11
11
11
11
11
11
11
11
Число вертикальных рисок
15
16
16
в полунакладке Пб
16
18
18
16
16
17
17
Число вертикальных рисок
24
26
26
в стыковом бруске ne
24
20
22
22
22
22
22
Вес древесины всей балки
992
1 040
В Кг Gi
725
780
844
844
966
992
1 235
1 262
Вес металла всей балки в кг.
Gz
37,48
38,41
42,97
45,64
50,61
51,58
54,06
54,90
66,88 1
i
67,49
i
Таблица 16
L 13,0 м
Полная расчетная нагрузка в кгпог. м
Q
600
700
800
900
1 000
1 100
И200
Полная высота балки в см.
Н
120
120
125
125
130
130
130
Стрела конструктивного строительного подъема в см.
f
5
5
5
5
4,5
4,5
4 5
Толщина поясных досок в см
аг
4
5
5
6
6
7
7
Ширина поясных досок в см.
bi
22
22
22
22
22
22
22
Шаг гвоздей в. первой зоне в см.
1
22
25
25
24
21
24
23
Число горизонтальных рисок поясов
mi
9
9
9
9
9
9
9
Число горизонтальных рисок накладок.
ть
11
11
11
11
11
11
11
Число вертикальных рисок в полунакладке
пъ
14
18
18
16
16
17
17
Число вертикальных рисок в стыковом бруске
п6
24
20
20
22
24
22
22
Вес древесины всей балки в кг
Gi
789
929
934
1 060
1 085
1 288
1 288
Вес металла всей балки в кг.
g2
31,22
42,85
44,82
47,43
52,66
63,31
64,74
Таблица 17
L 14,0 л
Полная расчетная нагрузка в кгпог. м
Q
600
1
700
I
800
900
1000
1 100
1 200
Полная высота балки в см.
Н
125
125
130
130
135
135
145
Стрела конструктивного строи
5,5
тельного подъема в см.
f
5,5
5,5
5,5 ,
5,5
5,5
5,5
Толщина поясных досок в см
01
4,5
5
6
6
7
7
7
Ширина поясных досок в см
bi
22
22
22
22
22
22
22
Шаг гвоздей в первой зоне
В CM ■ , ,
1
28
26
24
22
25
24
22
Число горизонтальных рисок
поясов mi
9
9
9
9
9
9
9
Число горизонтальных рисок
накладок ть
11
11
11
11
11
11
11
Число вертикальных рисок
в полунакладке.
П5
16
18
16
16
17
17
17
Число вертикальных рисок
в стыковом бруске Пб
20
20
22
24
22
22
24
Вес древесины всей балки в кг
Gi
969
1 015
1 154
1 154
1 406
1406
1 468
Вес металла всей оалки в кг
Ga
36,06
43,23
48,98
50,93
j
64,42
,78
70,00
228
В. Г. писчиков
б Таблицы балок с дву скатным и односкатным верхними поясами
Принятые конструктивные размеры:
1. Полная длина балки L0 L -f blt где Ъг ширина поясной доски Ьг берется из таблиц.
2. Длина панели I 0,1 L.
3. Длина первой зоны разбивки гвоздей от пониженной опорной стойки 0,2 L фиг. 21.
7. Ширина Ьъ досок стенки назначается не меньше 18 см.
8. Сечение аа х Ъа накладок и прокладок опорных ребер жесткости принимается равным озчению ах х Ъг поясных досок.
9. Толщина а4 накладок промежуточных ребер жесткости принимается равной толщине а5 стыковых накладок нижнего пояса а6 берется из табл. 18.
►1 зона
Односкатная балка Двускатная балка
Фиг. 21. Схема балок с наклонным верхним поясом
4. Длина второй зоны разбивки гвоздей 0,61. в двускатных балках и 0,8L в односкатных балках.
5. Элементы балок с двускатным и односкатным верхним поясом в зависимости от толщины аг поясных досок а берется иэ таблиц назначаются согласно следующему:
Таблица 18 Размеры элементов балов, принятые в таблицах
Толщина поясных досок
G1 В СМ 30
Толщина стыковых накладок as в см.
Диаметр стыковых гвоздей da в мм.
Длина стыковых гвоздей
L3 В ММ 22
35
40
25
45
25
3,5
80
3,5
80
90
100
50
25
100
60
35
4,5
125
70
45
150
6. Шаг sx' поясных гвоздей во второй зоне равен удвоенному шагу sx поясных гвоздей в первой зоне берется ив таблиц.
10. Ширина 4 накладок промежуточных ребер жесткости принимается равной половине ширины Ъг поясных досок.
11. Диаметр dz болтов и штырей опорных ребер жесткости принимается равным 12 мм для балок пролетом 7 8,5 м и 16 мм для балок пролетом 9 14 м.
12. Диаметр болтов промежуточных ребер жесткости принимается равным 12 мм для всех балок.
13. Размер гвоздей стенки в зависимости от толщины досок стенки назначается согласно следующему:
Таблица 19
Размеры, гвоздей стенки в зависимости от толщины досок
Толщина досок стенки
. ОД В СМ
19
22
25
30
Диаметр гвоздей стенки.
d в мм
3
3
3,5
3,5
Длина гвоздей стенки.
2 В JMi
60
70
80
90
14. Вес балок определен при объемном весе древесины 550 кг в 1 мг.
Таблицы балов о двускатным и односкатным поясами
L 7,0 м
Таблица 20
Полная расчетная нагрузка в кгпог.м
4
600
700
i
800
900
1000
1 100
1 200
Полная высота балки посредине в см
Я
80
80
80
90
90
100
100
Полная высота балки на опоре Н0
44
44
44
54
54
64
64
Стрела констр. строит, подъема в см
f
3
3
3
3
3
2,5
2,5
Толщина поясных досок в см
ai
3
3
3
3
3
3
3
Ширина поясных досок в см.
bi
13
16
19
19
19
19
19
Диаметр поясных гвоздей в мм
di
3,5
4
4,5
4
4
3,5
4
Длина поясных гвоздей в мм.
h
9
10
11
10
10
9
10
Шаг гвоздей в первой зоне в см.
si
7
8
9,5
9
8
7
8,5
Число горизонтальных рисок поясов
mi
6
7
8
8
8
8
8
Толщина доски стенки в см 02
1,9
2,2
2,5
10
2,2
10
2,2
1,9
2,2
10
Число горизонтальных рисок накладок. Число вертикальных рисок в полуна-
ms
8
9
10
10
11
12
13
13
13
13
13
Ширина стыковых брусков в см Число вертикальных рисок в стыковом
be
6
7
7,5
7
7
6
7
бруске ne
36
30
26
28
30
34
30
Вес древесины двускатной балки в кз
Gi
190
228
240
272
274
278
288
Вес металла двускатной балки в пг.
h
18,96
22,62
26,80
24,77
26,01
24,07
26,12
Вес древесины односкатной балки в пг
Gi
226
268
315
318
318
318
343
Вес металла односкатной балки в пг.
аа
10,46
22,91
26,93
25,10
26,47
24,40
26,29
ДВУТАВРОВЫЕ БАЛКИ С ПЕРЕКРЕСТНОЙ СТЕНКОЙ
229
Таблица 21
L 7,5 м
Полная расчетная нагрузка в кг пог. м
2
600
700
800
900
1 000
1100
1200
Полная высота балки посредине в см.
Н
85
85
85
90
95
105
105
Полная высота балки на опоре в см
Н0
4f
47
47
52
57
67
67
Стрела констр. строит, подъема в см.
f
3
3
3
3
3
2,5
2,5
Толщина поясных досок в см
аг
3
3,5
3,5
3,5
3,5
S,5
3,5
Ширина поясных досок в см.
Ьг
16
16
19
19
19
19
19
Диаметр поясных гвоздей в мм
di
3,5
4
4
4
4
4
4
Длина поясных гвоздей в мм.
h
90
110
110
110
110
110
110
Шаг гвоздей в первой зоне в см.
si
75
85
80
80
80
85
85
Число горизонтальных рисок поясов
mi
7
7
8
8
8
8
8
Толщина доски стенки в см a2
1,9
2,2
2,2
2,2
2,2
2,2
2,2
Число горизонтальных рисок накладок. Число вертикальных рисок в полуна-
ms
9
9
10
10
10
10
10
кладке П5
12
14
15
15
15
15
15
Ширина стыковых брусков в см Число вертикальных рисок в стыковом
be
6
7
7
7
7
7
7
бруске П6
36
32
32
32
32
32
82
Вес древесины двускатной балки в кг.
h
234
267
294
308
320
346
346
Вес металла двускатной балки в кг.
O2
20,35
24,38
26,76
28,74
29,19
29,14
29,14
Вес древесины односкатной балки в кг.
Gi
276
316
345
358
372
398
398
Вес металла односкатной балки в кг
G2
20,68
25,63
27,09
29,10
29,67
29,62
29,62
Таблица 22
L 8,0 л
Полная расчетная нагрузка в кгпог. м
Q
600
700
800
900
1 000
1 100
1 200
Полная высота алки посредине в см
Н
90
90
90
100
105
115
115
Полная высота балки на опоре в см
Но
49
49
49
59
65
74
74
Стрела констр. строит, подъема в см
f
3,5
3,5
3,5
3
3
2,5
2,5
Толщина поясных досок в см.
ai
3
3
3,5
3,5
3,5
3,5
3,5
Ширина поясных досок в ем.
bi
19
19
19
19
19
19
19
Диаметр поясных гвоздей в мм
di
3,5
4
4,5
4
4
4
4
Длина поясных гвоздей в мм.
h
90
100
125
110
110
110
110
Шаг гвоздей в первой зоне в см.
si
7,5
8,5
9
8,5
9
9
Число горизонтальных рисок поясов
mi
8
8
8
8
8
8
8
Толщина доски стенки в см.
a2
hP
2,2
2,5
2,2
2,2
2,2
2,2
Число горизонтальных рисок накладок.
m5
10
10
10
10
10
10
10
Число вертикальных рисок в полуна-
15
15
15
15
кладке n
13
13
12
Ширина стыковых брусков в см be
6
7
7,5
7
7
7
7
Число вертикальных рисок в стыковом
32
бруске n6
38
34
30
32
32
32
Вес древесины двускатной балки в кг.
Gi
279
299
346
348
361
388
388
Вес металла двускатной балки в кь.
Gz
22,24
24,88
32,81
30,82
30,39
30,63
31,78
Вес древесины односкатной балки в кг
Gx
328
353
405
409
417
446
446
Вес металла односкатной балки в кг.
g2
22,15
55,66
33,45
29,44
29,45
29,52
30,26
L 8,5 jtt
Таблица 23
I
Полная расчетная нагрузка в кгпог. м
й
600
700
800
900
1 000
1 100
1 200
Полная высота балки посредине в см.
Н
95
95
95
105
110
115
120
Полная высота балки на опоре в см.
Н0
52
52
52
61
67
72
76
Стрела констр. строит, подъема в см
1
4
4
3,5
3
3
3
3
Толщина поясных досок в см.
ах
3
3,5
3,5
3,5
3,5
3,5
3,5
Ширина поясных досок в ем.
Ъг
19
19
22
22
22
22
22
Диаметр поясных гвоздей в мм
di
3,5
4
4
4
4
4
4
Длина поясных гвоздей в мм.
h
90
110
110
110
110
110
110
Шаг гвоздей в перйой зоне в см.
si
7
8
8
9,5
9
9
9,5
Число горизонтальных рисок поясов
mi
8
8
9
9
9
9
9
Толщина доски стенки в еле 02
1,9
2,2
2,2
2,2
2,2
2,2
2,2
Число горизонтальных рисок накладок.
m6
10
10
11
11
11
11
11
Число вертикальных рисок в полунакладке П5
13
15
16
16
16
16
16
Ширина стыковых брусков в см be
6
7
7
7
7
7
7
Число вертикальных рисок в стыковом бруске.
Tie
42
38
38
34
34
34
34
Вес древесины двускатной балки в кг.
Gi
304
344
380
407
420
436
451
лес металла двускатной балки в кг.
G2
23,79
30,59
32,11
31,84
32,81
33,50
33,10
яес древесины односкатной балки в кг
G1
358
411
442
472
4Я6
497
516
■вес металла односкатной балки в кг
G2
24,28
29,43
31,11
30,92
32,17
32,62
32,19
230
В. Г. писчиков
Таблица 24
9,0 м
Полная расчетная нагрузка в кгпог. м
Q
600
700
800
900
1000
1 100
1 200
Полная высота балки посредине в см.
Н
100
1 100
100
110
115
125
125
Полная высота балки на опоре в см.
Щ
54
54
64
64
70
79
79
Стрела констр. строит, подъема в см
f
3,5
3,5
3,5
3
3
3
3
Толщина поясных досок в см.
ai
3
3,5
3,5
3,5
3,5
3,5
4
Ширина поясных досок в см.
Ь1
19
19
22
22
22
22
22
Диаметр поясных гвоздей в мм
di
3,5
90
4
4
4
4
4
4
Длина поясных гвоздей в мм.
h
110
110
110
110
110
110
Шаг гвоздей в первой зоне в см.
81
7,5
8,5
8,5
9,5
8,5
10,5
9
Число горизонтальных рисок поясов
mi
8
8
9
9
9
9
9
Толщина доски стенки в см ОД
1,9
2,2
2,2
2,2
11
2,2
2,2
2,2
Число горизонтальных рисок накладок.
m6
10
10
11
11
11
11
Число вертикальных рисок в полуна
13
15
кладке пъ
16
16
16
16
14
Ширина стыковых брусков в см Ъе
6
7
7
7
7
7
7,5
Число вертикальных рисок в стыковом
42
38
38
34
as
32
бруске ne
36
Вес древесины двускатной балки в кг.
Gi
329
376
408
441
456
487
524
Вес металла двускатной балки в г.
g2
26,17
31,74
33,22
33,83
36,93
34,26
38,40
Вес древесины односкатной балки в кг
Gi
389
447
480
510
526
557
596
Вес металла односкатной балки в кг
G
26,85
32,26
33,93
34,50
37,56
35,17
38,98
Таблица 25
L 9,5 М
Полная расчетная нагрузка в кгпог. м
Q
600
700
800
900
1000
1 100
1 200
Полная высота балки посредине в см.
Н
105
105
105
120
120
125
135
Полная высота балки на опоре в см
Но
57
57
57
71
71
77
,86
Стрела констр. строит, подъема в см
f
3,5
4
4
3
3
3
3
Толщина поясных досок в см.
аг
3
3,5
22
3,5
3,5
4
4
4
Ширина поясных досок в см.
Ьг
19
22
22
22
22
22
Диаметр поясных гвоздей в мм
di
3,5
4
4
4
4
4
4
Длина поясных гвоздей в мм.
h
90
110
110
110
110
110
110
Шаг гвоздей в первой зоне в см.
si
8
9,5
8
10,5
9
9
10,5
Число горизонтальных рисок поясов
mi
8
9
9
9
9
9
9
Толщина доски стенки в см a2
1,9
2,2
2,2
11
2,2
11
2,2
2,2
2,2
Число горизонтальных рисок накладок. Число вертикальных рисок в полуна-
ms
10
11
11
11
11
ns
13
16
16
16
14
14
14
Ширина стыковых брусков в см Число вертикальных рисок в стыковом
be
6
7
7
7
7,5
7,5
7,5
бруске ne
44
36
42
34
38
38
34
Вес древесины двускатной балки в кг.
Gi
353
439
439
488
524
540
579 ,
Вес металла двускатной балки в кг.
G2
26,22
32,48
35,57
34,46
38,54
38,10
624
37,12
Вес древесины односкатной балхи в кг
Gi
425
519
519
566
606
655
Вес металла односкатной балки в кг
G2
27,43
33,26
3622
32,43
38,02
38,22
37,46
Таблица 26
L 10,0 м
Полная расчетная нагрузка в кгпог. м
Я
600
700
800
900
1 000
1100
1 200
Полная высота балки посредине в см.
н
110
110
110
125
125
135
135
Полная высота балки на опоре в см
Нд
59
59
59
74
74
84
84
Стрела констр. строит, подъема в см
1
4
4
4
3,5
3,5
3
3
Толщина поясных досок в см.
аг
3,5
3,5
4
4
4
4
4
Ширина поясных досок в см.
Ьг
19
22
22
22
22
22
22
Диаметр иоясных гадздей в мм
i
4
4
4
4
4
4
4
Длина поясных гвоздей в мм.
h
110
110
110
110
110
110
110
Шаг гвоздей в первой зоне в см.
si
10,5
9,5
8,5
10,5
9
9,5
8,5
9
Число горизонтальных рисок поясов
mi
8
9
9
9
9
9
Толщина доски стенки В см аг
2,2
2,2
2,2
2,2
2,2
2,2
2,2
Число горизонтальных рисок накладок. Число вертикальных рисок в полуна-
ms
10
11
11
11
11
11
11
кладуе ns
16
16
14
14
14
14
14
Ширина стыковых брусков в см Число вертикальных рисок в стыковом
be
7
7,5
7,5
7,5
7,5
7,5
бруске ne
34
38
44
36
40
38
42
Вес древесины двускатной балки в у г.
Gi
449
474
508
510
510
590
590
Вес металла двускатной балки в кг.
g2
31,17
34,43
558
38,32
598
36,90
39,73
39,45
42,36
Вес древесины односкатной балки в кг
Gi
521
644
650
730
730
Вес металла односкатной балки в кг.
C2
32,86
3o,25
37,40
37,73
39,38
40,15
43,45
ДВУТАВРОВЫЕ ВАЛКИ С ПЕРЕКРЕСТНОЙ СТЕНКОЙ
231
Таблица 27
- 10,5 м
Полвая расчетная нагрузка в кглог. м
Q
600
700
800
900
1 000
1100
1 200
Полная высота балки посредине в см.
Н
115
115
115
130
130
140
140
Полная высота балки на опоре в см
Но
61
61
61
76
76
86
86
Стрела констр. строит, подъема в см
f
4
4
4
3,5
3,5
3
3
Толщина поясных досок в см
ai
3
3,5
4
4
4,5
4,5
4,5
Ширина поясных досок в см.
bJ-
22
22
22
22
22
22
22
Диаметр поясных гвоздей в мм
di
4
4
4
4
4,5
4,5
4,5
Длина поясных гвоздей в мм.
h
100
110
110
110
125
125
125
Шаг гвоздей в первой зоне в см.
si
11
9
8,5
10,5
11,5
12,5
11
Число горизонтальных рисок поясов
mi
9
9
9
9
9
9
9
Толщина доски стенки в см 0,2
2,2
2,2
2,2
2,2
2,5
2,5
2,5
Число горизонтальных рисок накладок. Число вертикальных рисок в полуна-
m5
11
11
11
11
11
11
11
кладке n5
14
15
14
14
16
16
15
Ширина стыковых Срусков в см Число вертикальных рисок в стыковом
be
7
7
7,5
7,5
8
8
8
ne
36
42
46
38
34
34
34
Вес древесины двускатной балки в кг.
Gi
475
496
545
600
671
712
712'
Вес металла двускатной балки в кг.
2
31,47
37,18
39,64
37,89
45,72
44,78
47,68
Вес древесины односкатной балки в кг
Gi
562
600
635
695.
778
820
820
Вес металла односкатной балки в хз.
g2
32,99
37,92
40,56
38,74
46,73 ‘
46,02
48,87
Таблица 28
L 11,0 м
Полная расчетная нагрузка в кгпог. м
Q
600
700
800
900
1000
1 100
1
12C0
Полная высота балки посредине в см.
Н
120
120
120
125
135
145
145
Полная высота балки на опоре в см.
Н0
64
64
64
70
79
69
89
Стрела констр. строит, подъема в см
f
4
4
4
3,5
3,5
3,5
3,5
Толщина поясных досок в см
aj
3,5
4
4,5
4,5
4,5
4,5
5
Ширина поясных досок в см.
bi
22
22
22
22
22
22
22
Диаметр поясных гвоздей в мм
di
4
4
4,5
4,5
4,5
125
4,5
5
Длина поясных гвоздей в мм.
h
110
110
125
125
125
150
Шаг гвоздей в первой зоне в см.
si
11
9,5
10,5
10,5
11,5
12,5
13
Число горизонтальных рисок поясов. mi
9
9
9
9
9
9
9
Толщина доски стенки в см 02
2,2
2,2
2,5
2,5
2,5
2,5
2,5
Число горизонтальных рисок накладок. Число вертикальных рисок в полуна-
m5
11-
11
11
11
11
11
11
кладке n5
16
14
16
16
16
16
17
Ширина стыковых брусков Число вертикальных рисок в стыковом
be
7
7,5
8
8
8
8
9
бруске ne
38
42
38
38
38
38
32
Яес древесины двускатной балки в ка.
Gi
541
580
617
671
714
756
826
Вес металла двускатной балки в кг.
G
34,46
38,56
46,54
767
47,17
47,52
45,95
51,87
Вес древесины односкатной балки в кг.
Gi
640
684
789
831
872
911
Вес металла односкатной балки в кг.
G2
35,45
39,46
44,61
49,21
47,70
47,47
55,15
Таблица 29
L 11,5 м
Полная расчетная нагрузка в кгпог. м
Q
600
700
800
900
1000
1 100
1200
Полная высота балки посредине в см.
Н
130
130
130
135
145
155
155
Полвая высота балки на опоре в см
Н0
71
71
71
77
86
96
96
Стрела констр. строит, подъема в см
4
4
4
3,5
3,5
3,5
3,5
Толщина поясных досок в см
ai
3,5
3,5
4,5
4,5
4,5
4,5
5
Ширина поясных досок в см.
Ъг
22
22
22
22
22
22
22
Диаметр поясных гвоздей в мм
di
4
4
4,5
4,5
4,5
4,5
5
Длина поясных гвоздей в мм.
h
110
110
125
125
125
125
150
Шаг гвоздей в первой зоне в см si
12,5
11
12,5
9
12
12,5
13,5
14
1исло горизонтальных рисок поясов
mi
9
9
9
9
9
9
Толщина доски стенки в еле a2
2,2
2,2
2,5
11
2,5
2,5
2,5
2,5
Число горизонтальных рисок накладок
Ш5
11
11
li
11
11
11
Число вертикальных рисок в полунакладке.
П5
16
16
16
16
16
16
16
Ширина стыковых брусков в см be
7
7
8
8
8
8
9
Число вертикальных рисок в стыковом бруске 76
34
38
34
36
34
32
30
Вес древесины двускатной балки в кг.
Gi
608
608
. 707
735
777
821
861
.вес металла двускатной балки в кг.
Gz
35,52
36,56
44,96
45,59
46,66
45,09
54,42
ес древесины односкатной балки в кг.
Gi
703
703
840
865
906
950
992
ес металла односкатной балки в кг
g2
35,48
37,58
46,44
48,12
48,11
47,35
55,71
232
В. Г. писчиков
Таблица 30
L■ 12,0 м
Полная расчетная нагрузка в кгпог. м
Q
600
700
800
900
1000
1100
1200
Полная высота балки посредине в см
Н
135
135
135
150
150
160
160
Полная высота балки на опоре в см.
Н
74
74
74
89
89
99
99
Стрела констр. строит, подъема в см
1
4
4
4
3,5
3,5
3,5
3,5
Толщина поясных досок в см ai
3,5
4
4,5
22
4,5
4,5
4,5
Ширина поясных досок в см Ъг
22
22
22
22
22
22
Диаметр поясных гвоздей в мм.
di
4
4
4,5
4,5
4,5
4,5
5
Длина поясных гвоздей в мм.
h
no
110
125
125
126
125
150
Шаг гвоздей в первой воне в см.
si
12,5
11
12,5
13,5
12,5
12,5
14,0
Число горизонтальных рисок поясов.
mi
9
9
9
9
9
9
9
Толщина доски стенки в еле a2
2,2
2,2
2,5
2,5
2,5
2,5
,F
Число горизонтальных рисок накладок. Число вертикальных рисок в полу в а-
me
11
11
11
11
11
11
П5
16
14
16
16
16
16
16
Ширина стыковых брусков в см Число вертикальных рисок в стыковом
be
7
7,5
8
8
8
8
9
716
36
40
36
34
36
36
32
Вес древесины двускатной балки в кг.
Gi
630
676
756
824
824
870
911
Вес металла двускатной балки в кг.
g2
35,22
38,73
46,12
45,31
47,92
47,95
54,68
Вес древесины односкатной балки в ка.
Gi
750
795
894
961
961
1008
1052
Вес металла односкатной балки в кг.
G2
36,32
39,24
47,52
47,32
49,44
50,40
56,67
Таблица 31
L 13,0 М
Полная расчетная нагрузка в кгпфг. м
Q
600
700
800
900
1000
1100
1 200
Полная высота балки посредине в см
Н
130
130
135
140
145
150
155
Полная высота балки на опоре в см
Но
65
65
70
75
80
85
90
Стрела констр. строит, подъема в см
1
4,5
5
4,5
4,5
4,5
4
‘4
Толщина поясных досок в см.
ai
5
5
5
6
6
6
7
Ширина поясных досок в см.
bi
19
22
22
22
22
22
22
Диаметр поясных гвоздей в мм.
di
5
5
5
5
5
5
5,5
Длина поясных гвоздей в мм h
150
150
150
150
150
150
175
Шаг гвоздей в первой зоне в см si
13
12
11,5
11,5
11
11
13
Число горизонтальных рисок поясов.
mi
8
9
9
9
9
9
9
Толщина доски стенки в см Z2
2,5
2,5
2,5
2,5
2,5
2,5
3
Число горизонтальных рисок накладок. Число вертикальных рисок в полуна
mg
10
11
11
11
11
11
11
кладке П5
17
18
18
16
16
16
17
Ширина стыковых брусков в см Число вертикальных рисок в стыковом
be
9
9
9
9
9
9
10
бруске. ,
ne
38
40
42
42
44
44
38
Вес древесины двускатной балки в кг.
Gi
756
817
841
966
992
1016
1 240
Вес металла двускатной балки в кг.
g2
52,25
58,10
60,37
64,45
66,85
67,76
84',94
Вес древесины односкатной балки в кг.
Gi
904
976
1061
1 134
1 162
1 188
1 445
Вес металла односкатной балки в кг.
g2
53,58
57,77
61,58
65,77
68,30
69,16
86,35
Таблица St
L 14,0 м
Полная расчетная нагрузка в кг пог. м
Q
600
700
800
900
1000
1100
1 200
Полная высота балки посредине в см.
Н
140
140
150
155
160
165
170
Полная высота балки на опоре в см
Но
70
70
80
85
90
95
100
Стрела констр. строит, подъема в см.
f
5
5
5
4,5
4,5
4,5
4
Толщина поясных досок в см ai
5
5
5
6
6
7
7
Ширина поясных досок в см bi
22
22
22
22
22
22
22
Диаметр поясных гвоздей в мм di
5
5
5
5
5
5,5
5,5
Длина поясных гвоздей в мм h
150
150
150
150
150
175
175
si
14
12,5
12,5
12,5
12
14,5
15
Число горизонтальных рисок поясов.
mi
9
9
9
9
9
9
9
Толщина доски стенки в см a2
2,5
2,5
2,5
2,5
2,5
3
3
Число горизонтальных рисок накладок.
mj
11
11
11
11
11
11
11
Число вертикальных рисок в полуна
18
18
18
16
16
17
17
кладке nB
Ширина стыковых брусков в см be
9
9
9
9
9
10
10
Число вертикальных рисок в стыковом
38
44
36
36
бруске Щ
42
42
42
Вес древесины двускатной балки в кг.
Gi
906
912
964
1100
1130
1371
1400
Вес металла двускатной балки в кг.
g2
56,30
60,22
61,35
65,74
67,77
83,72
82,90
Вес древесины односкатной балки в кг.
Gi
1087
1093
1145
1292
1319
1604
1634
Вес металла односкатной балки в кг.
g2
57,55
59,02
62,90
66,97
69,06
85,33
84,54
ДВУТАВРОВЫЕ БАЛКИ С ЦЕРЕКРЕСТНОЙ СТЕНКОЙ
23S
X Типовой расчет балки с параллельными
поясами
Задание. Расчетный пролет балки L 10,0.л.
Нагрузка включая собственный вес балки о 1400 кгм.
Балка предназначена для защищенного сооружения Ш класса и будет изготовлена ив полусухой сосны марки I.
Балка должна быть обеспечена от провисания устройством конструктивного строительного подъема.
1 Определение размеров элементов башки
размеры сечения поясных досок определяем сначала приближенно е последующей проверкой напряжений.
В основное допускаемое напряжение на сжатие верхнего пояса п 100 кгсм должны быть введены поправка на влажность 0,9 и коэфициент на продольный изгиб, который предварительно можно принять равным 0,9.
Таким образом допускаемое напряжение приближенно получается равным:
п_ 0,9 0,9 re_i. 0,9-0,9-100:5:80 кгсм2.
Принимаем ширину поясной доски равной
22 см и высоту балки:
„ L 1 000.
Я g 110 см.
Нормальное усилие в середине пролета: qLfi 1 400 1Q2
Задаемся диаметром гвоздей: dt 0,5 см.
Минимальная длина гвоздя из условия прочности должна быть:
“Ь 2а2 -I- 6,15 0,3
6 5 3,1 0,3 14,1 см.
В коэфициент 6,15 входит половина конической части конца гвоздя, а 0,3 см прибавляется на заворы.
Длину гвоздя принимаем 15 см.
0.7000.
СИМ.
Г
. -I
-OS L Nmax 8 Н_ь1 8 1,10 0,22 Площадь сечения одной доски:
19 900 кг.
Фиг. 22. Эпюра поперечных сил
Допускаемое усилие на один гвоздь при толщине досок стенки а2 2,5 см находим в табл. 2 на стр. 212.
ТУ 127 г.
Количество поясных гвоэдей на 1 пог. м пояса: т 7 950 „
тт-„ ТЙ-62шт-
Приняв число рядов количество горизонтальных рисок вдоль пояса пгг 9, получаем шаг гвоэдей:
I
N.
со
2п_ Принимаем:
19 900
ГПШ
124 см2.
а,
Ьг 6 22 132 смг.
Для проверки на продольный изгиб определяем коэфициент р продольного изгиба, считая, что стенка осуществляется иэ досок толщиной 2,5 см
Огб'
г-7
ч
1 11
’к
1
J
CNI
сх
п
f
6
biha
12
1у 100 см;
ЪгЬ 22-173
Фиг. 23. Разбивка гвоздей в поясных досках 1-я зона
22 53
12
12 12 6 22 264 см2;
8 788 см
76 см.
Ъ. _ 17 4
г 5,76
По рие. 2 21 ТУ и Н находим ц 0,87. Допускаемое напряжение в сжатом поясе:
n_J 0,9 0,87 100 78 кгсм2.
Напряжение в середине пролета:
19 900
2 - б22 76 вгс-Л2 58 кгсм
п 1м р
2 Расчет поясных гвоздей а Зона 1 крайняя Сдвигающая сила у опоры фиг. 22
г тг58“- ,э50
100 9 с
Sj 14,5 см.
Гвозди размещаем в шахматном порядке фиг. 23.
б Зона 2 средняя
Длина 80ны 2 принимается равной 0,51. 5 м.
Количество гвоздей на 1 пог. м балки в зоне 2 определяется по наибольшей срезывающей силе в этой воне фиг. 22, которая вдвое меньше срезывающей силы в зоне 1.
Число рядов гвоздей в зоне 2 остается то же, что и для зоны 1, изменяется только соответственно шаг гвоздей:
s 2sx 2 14,5 29 см.
В Расчет стыка нижнего пояса
Стык нижнего пояса фиг. 24 и 25 устраивается по середине балки по типу, описанному выше втр. 215.
234
В. Г, ПИСЧИКОВ
Стенки балки соединяются с поясными досками при помощи стыкового бруска, который прибивается к стенке двумя рядами горизонтальных гвоздей, а к поясным доскам одним рядом вертикальных гвоздей.
Прокладку ребра местности
Стыкобые бруски
Ш
Стыкобые накладки
Стыкобая прокладка
' Поясные доски
Фиг. 24. Встречная забивка гвоздей в растянутом стыке
Минимальная толщина стыковых накладок определяется из условия равнопрочности накладок, прокладок и поясных досок:
О я
В зависимости от длины гвоздей толщина накладок может быть несколько больше минимальной иеобходимой величины.
дей, получим количество гвоздей в полунакладке с одной стороны:
т 8 11 88 шт. 85.
Гвозди забиваются в шахматном порядке фиг. 25.
Длина стыковых накладок принимается:
L6 0,2L - 0,2 10 1,89.
Шаг гвоздей должен быть:
ss 20з 20 0,45 9,0 см. Принимается:
s5 10,5 см.
Количество гвоздей, необходимых для прикрепления стыкового бруска к стенке и поясной доске, определяется следующим образом.
Для гвоздей, скрепляющих брусок со стенкой балки, ввиду возможности попадания части их в щели стенки эпюра Q условно считается прямоугольной фиг. 26, а для гвоздей, скрепляющих брусок с нижним поясом,эпюра Q принимается треугольной.
Тогда для скрепления брусков со стенкой сдвигающая сила стыка на 1 пог. м длины балки будет в 5 раз меньше сдвигающей силы Ты зоны 1,
Поясни гЬозОи 3Ь I 150 Стыкодоо брусок
Фиг. 25. Разбивка горизонтальных и вертикальных гвоздей в накладках и стыковых
брусках стыка нижнего пояса
Размеры стыковых гвоздей принимаются:
d3 0,45 см и 13 12,5 см.
Чтобы встречные гвозди не заходили друг на друга более чем на Ы3 фиг. 24, необходимо толщину накладки назначить а 3,5 см. Тогда:
®5 “Ь ai Ь а2 “Ь 3,5 6 2,5 0,9
12, 9 Z3.
Допускаемое усилие на один срез гвоздя:
Тгв 304 d Уд 304 0,45а -oJ 59 кг
ИЛИ
Тгв 0,7dza5 К 0,7 0,45 3,5. 80 0,9 79 кг или
Тгв 0,5 adz J 0,5 6 0,45 80 0,9 97 кг.
Гвозди работают на два среза. На одну полунакладку требуется гвоздей:
N
тп
2. 2. Т.
гв
19 900 2-2-59
85 ШТ.
Принимая число рядов количество горизонтальных рисок вдоль поясных накладок ms 11 и помещая в каждом ряду полунакладки 8 гвов-
раз
для скрепления брусков с поясом в 10 меньше.
Оставляя шаг и размеры гвоздей такими же, как в поясах, получаем необходимое число горизонтальных рисок в бруске горизонтальных гвоздей:
ml _ 9 _ 0.
5 5 ’
вертикальных гвоздей:
™1 JL л Ю ю х’
Фиг. 26. Эиюра поперечных сил в месте расположения стыка
В данном случае:
se 15,5 см.
Толщина бруска назначается равной толщине поясной доски:
OfR
ах 5,0 см.
ДВУТАВРОВЫЕ БАЛКИ С ФАНЕРНОЙ СТЕНКОЙ
235
Высота бруска Ьв определяется диаметром и размещением гвоздей в бруске, а именно:
а расстояние верхней риски от верхней кромки бруска должно быть не менее kdx 4- 0,5 2,0 см;
б расстояние между рисками должно быть не менее 3dx 1,5 см,
в расстояние нижней риски от нижней кромки 5руска должно быть не менее lltZj 5,5 см.
Отсюда высота бруска получается равной:
Ъ6 3j 11 dx Шх 18 0,5
9,0 см.
4 Стыв верхнего сжатого пояса
В верхнем сжатом поясе стык устраивается впритык в середине пролета балки.
б Определение средней ординаты кривой конструктивного строительного подъема
Стрела конструктивного строительного подъема в середине пролета должна быть назначена равной:
fcmp fynp ”Ь fсдв 1
где fynp упругий прогиб;
Тсдв дополнительный прогиб Величина упругого прогиба определяется следующим образом.
По таблице 36 ТУ и Н находим значение
ПРИ ТМ 14’7:
300 332;
1 - - 1 000 - Ч 0 ем
1Упр зз2 332- ,U см‘
Таблица 36 ТУ и Н предусматривает значения для -j- при полном использовании напряжения пи 110 кгсм2. В данном же примере использовано напряжение только до 76 кг см, поэтому для получения истинного значения упругого прогиба нужно полученное значение fmv
3,0 см умножить на отношение получим:
fynv 0 ffo СМ'
76
160
Тогда
Величина дополнительного прогиба fCde определяется по ТУ и Н 197 и 198:
, L2d
Тсдв з2
где 5 величина сдвига ТУ и Н, 208;
з плечо внутренней пары;
L пролет балки.
юоо-2-М5 14 ш
Тсдв з2 3-88 ’
Величина полного прогиба:
fcmp fynp fcde 2,07 1,14 3,21 CM. Практически подъем следует задать не менее:
200
1 ооо
200
5 см.
Ииж. В. Г. ПИСЧИЕОВ
X. ДВУТАВРОВЫЕ БАЛКИ С ФАНЕРНОЙ СТЕНКОЙ
1. Общие сведения
Нормальными пределами применения балок с фанерной стенкой являются пролеты от 5 до 12 м при нагрузках от 500 до 1 500 кгм для балок кровельных покрытий и от 500 до 2 500 кгм для балок междуэтажных перекрытий.
Широкому применению балок с фанерной стенкой препятствуют: 1 чувствительность их к увлажнению атмосферной влагой, 2 необходимость применения воздушно-сухого леса , 3 дефицитность фанеры, 4 недостаточное знакомство с физико-механическими свойствами фанеры и наконец 5 отсутствие ТУ и Н для расчета фанерных конструкций на прочность и устойчивость.
В связи с развитием сушки древесины и производства бакелитовой фанеры и составлением ТУ и Н на расчет фанерных конструкций можно ожидать применения балок с фанерной стенкой в тех областях строительства, где пока применяются двутавровые балки с перекрестной стенкой.
1 При усушке поясных досок иэ полусухого леса возможно их растрескивание вследствие препятствия усушке со стороны фанеры.
Сравнение двутавровых балок с фанерной и перекрестной стенками выявляет следующие преимущества первых.
1. В большинстве случаев фанерная стенка экономичнее перекрестной. Это объясняется тем, что толщина балки с фанерной стенкой определяется по допускаемому напряжению на срезывание фанеры 2, составляющему сравнительно большую величину.
Толщина же перекрестной стенки определяется главным образом из возможности размещения поясных гвоздей, причем условное скалывающее напряжение в перекрестной стенке в зависимости от пролета, очертания поясов и главным образом нагрузки составляет обычно от 8 до 25 кгсмъ. Конструктивная толщина перекрестной стенки превосходит таким образом толщину фанерной стенки соответственно в 1,6 5 раз.
Если принять, что стоимость 1 л3 фанеры примерно втрое выше стоимости 1 8 досок стенки и что толщина фанерной стенки на средних участках
2 Согласно данным последних работ ЦНИПС допу
скаемое напряжение на срезывание фанеры можно
принимать равным 40 кгсма независимо от направле
ния волокон в шпонах фанеры.
236
В. Г. писчиков
балки уменьшается в соответствии с эпюрой поперечных сил, то в зависимости от нагрузки стоимость фанерных стенок составит от 45 до 125 стоимости перекрестных стенок.
Хуже всего перекрестная стенка используется в балках, несущих легкую нагрузку; в таких балках замена перекрестной стенки фанерной дазт заметную экономию.
Уменьшение толщины возможно и для перекрестной стенки, но не применяется отчасти вследствие усложнения работы по изготовлению балок, затем вследствие увеличения расхода гвоздей, а также благодаря небольшой обычно толщине стенки, бливкой к ее конструктивному минимуму.
2. Балки с фанерной стенкой при всех нагрузках требуют меньшего расхода гвоздей благодаря тому, что даже легкие балки можно проектировать с двойными фанерными стенками, что приводит к уменьшению длины применяемых гвоздей и к соответственному уменьшению их веса.
3. Наконец известное преимущество представляют меньший вес балок с фанерной стенкой и более привлекательный их вид вследствие наличия гладкой стенки и отсутствия обжимающих пояса ребер жесткости.
2. Характеристика конструкции и ее особенности
1 Поперечное сечение
Нормальным типом можно считать балку с двумя фанерными стенками фиг. 1, получающуюся путем спаривания двух двутавровых балок, причем средняя ветвь каждого из поясов получается вдвое толще крайних.
2 Фанерные стенки
Lr f В наиболее легких балках тол-
ъ щина стенки 3 5 мм стенка мо
жет быть выполнена по всему пролету из одного слоя фанеры.
В балках средней мощности толщина стенки 6 10 мм на крайних участках пролета, прилегающих к опорам, каждая стенка может быть образована из двух слоев фанеры толщиной по 3 5 мм, на среднем же участке ив одного слоя сообразно с очертанием эпюры поперечных йил.
Фиг. 1. Поперечный разрез балки
oj_
за,-
-в-
-3J;
6Г
-.too
Фиг. 2. Схемы расположения фанеры, di и dj- расстояния между ребрами жесткости
В наиболее мощных балках толщина стенки более 10 мм каждая из стенок у опор может быть выполнена из трех слоев фанеры толщиной 3 мм и более. В этом случае полупролет балки разбивается на три участка со стенкой ив трех, двух и одного слоя фанеры фиг. 2. Добавляемые слои фанеры обычно врезаются в средние поясные
доски на глубину, равную толщине фанеры Необходимая выемка в средних поясных досках выбирается либо циркульной или ленточной пилой, либо отеской досок топором с последую щей острожкой выемки до необходимой глубины
3 Ребра жесткости
Стыки между смежными листами фанеры пере, крываются внутренними и наружными основными ребрами жесткости фиг. 3, плотно обжи.
Со стороны А
I I
I I
I 11
I
I
1-Ц
I
р
I
Со сторон в
у
80
СП
2 г
Ш
ына азанеры
Стык фанеры
Фиг. 3. Прикрепление основных ребер жесткости
мающими края фанеры с помощью гвоздевого забоя.
Кроме основных ребер для укрепления етенки против продольного изгиба ставятся промежуточные ребра, скрытые между двумя фанерными стенками и разделяющие стенку на более мелкие
а
6
о
Фиг. 4. Расположение промежуточных ребер жесткости
участки. Промежуточные ребра могут быть параллельны основным фиг. 4. а, перпендикулярны к ним фиг. 4, б или направлены по диагонали участка фиг. 4, в. Во всех случаях волокна
ДВУТАВРОВЫЕ БАЛКИ С ФАНЕРНОЙ СТЕНКОЙ
237
наружных шпонов фанеры должны располагаться по направлению наименьшего измерения между ребрами жесткости.
Распределение основных и промежуточных ребер жесткости по длине балки производится при расчете балки в зависимости от ряда факторов.
Швы фанерной стенки назначаются по одному из следующих двух способов.
По первому способу фиг. 2, а фанера размечается таким образом, чтобы в каждом шве стенки из двух и трех листов хотя бы один лист оставался неразрезанным. В стенках из одного листа некоторое перекрытие достигается тем, что в одной и другой стенках швы располагаются в шахмат.
По второму способу фиг. 2,6 перекрытие швов не соблюдается, что приводит к более простой симметричной конструкции стенок.
га-65
Фиг. 5. Опорные стойки
Теоретически перекрытие швов не дает какихлибо преимуществ; надо полагать, что возможное незначительное увеличение жесткости балок с перекрытыми швами не оправдывает усложнения их изготовления.
Опорные ребра жесткости фиг. 5 обычно имеют накладки того же сечения, что и наружные поясные доски. Накладки соединяются с балкой четырьмя-шестью болтами небольшого диаметра. Прокладки опорного ребра плотно приторцовываются к кромкам поясных досок и соединяются со стенкой гвоздевым забоем максимальной густоты. Прокладку, соответствующую средней доске пояса, полезно доводить до опорной подушки, обрезая соответственно средние поясные доски, которые должны при этом доходить только до прокладки.
Такая конструкция лучше обеспечивает прямолинейность фанеры в пределах стойки и надежнее в отношении передачи на подушку опорной реакции балки
4 Стыки поясов
В балках с пролетом большим, чем размеры досок по длине, поясные доски стыкуются. Стык верхнего пояса делается обычно в середине пролета простым торцевым упором всех поясных досок и перекрывается короткими накладками, скрепляемыми с поясными досками двумя болтами небольшого диаметра фиг. 6.
1 При несоблюдении этого правила фанерная стенка легко искривляется в месте соединения торцов прокладок е кромками досок нижнего пояса.
Стык нижнего пояса делается обычно ступенчатым фиг. 7. Наружные длинные накладки перекрывают наружные поясные доски, внутренние же короткие внутреннюю поясную доску. Стыковые гвозди рассчитываются как одно-
__L
I '
I I I I
Фиг. 6. Стык верхнего пояса
срезные и размещаются на участках длиною Sj и s2- Стык внутренней поясной доски перекрывается не непосредственно, а через фанеру, поэтому если в середине пролета фанера имеет стык, то допускаемое усилие на гвоздь на участке s.
“111 1 '
И
::: и
_ И
II
■Е
Ч S,
2 Фиг. 7. Схема стыка нижнего пояса
должно быть снижено, в результате чего участок s2 получается длиннее участка slt если же фанера размечена согласно фиг. 2, б и в середине пролета стыка не имеет, допускаемое усилие на гвоздь не снижается, и участки г и s2 получаются одинаковой длины.
5 Конструктивный строительный подъем
Во избежание провисания балкам с фанерной стенкой необходимо придавать при изготовлении конструктивный строительный подъем. Наличие развитого стыка в нижнем поясе балок позволяет выэвать в нем путем иэгиба по плавной кривой начальные, напряжения, компенсирующие те добавочные напряжения от изгиба поясов, которые имеют место при изгибе всей балки в целом вследствие добавочного против монолитной балки прогиба ее.
При назначении величины конструктивного строительного подъема нужно иметь в виду, что жесткость балок с фанерной стенкой значительно меньше, чем можно было бы ожидать, полагая стенку вполне монолитной. Испытания балок с фанерными стенками показали, что кроме упругого прогиба балки, определяемого по ее полному моменту инерции, необходимо особо учитывать прогибы: 1 от дефдрмации стыков поясов, 2 от сдвига гвоздевых соединений стенки с поясами и наконец 3 от сдвигающих деформаций в самой фанерной стенке. Последняя составная часть прогиба является одной из наиболее существенных. Имеющиеся экспериментальные данные не дают еще возможности строго обоснованно определять влияние сдвигающих деформаций, однако приближенный учет этого фактора является необходимым. В качестве первого приближения для обеспечения балки от провисания под расчетной нагрузкой можно стрелку строительного подъема назначать по обычной формуле ТУ и Н:
lEs
femp ззд fynv
U
238
в. г. писчтюв
но величину Е 6 принимать повышенную против обычных норм для гвоздей, а именно: для балок
Z 1
без стыков поясов принимать , а для
балок со стыком поясов
Ев
ео
JL 1 “ 60
М
71 eFq
2
где М изгибающий балку момент;
е расстояние между осями поясов;
N расчетное усилие в поясе;
в
F площадь сечения пояса;
р коэфициент продольного изгиба.
При определении влияния продольного изгиба сечение верхнего пояса нельзя считать монолитным, так как в средних участках пролета балки гвоздевой забой обычно разрежен; но даже при гвоздевом забое предельной возможной частоты монолитность сечения пояса на длине между прогонами все же не была бы достаточно обеспечена. Специальные исследования осуществленных двутавровых балок показали, что связь между досками поясов ничтожна, и потому при расчете пояса на продольный изгиб необходимо исходить из предположения, что поясные доски работают порознь.
В этом случае для поперечного сечения по фиг. 1 расчетный радиус инерции:
г 0,46а.
3
В балках, имеющих стык верхнего пояса, необходимо делать поверку на смятие торцов поясных досок. Согласно ТУ и Н 1931 г. допускаемое напряжение для смятия этого вида составляет 80 от допускаемого напряжения на сжатие вдоль волокон. Поверку на смятие можно делать, так же как и на сжатие, по среднему напряжению, не учитывая местных краевых напряжений.
Наибольшие усилия в поясах имеют место в балках с параллельными поясами в середине пролета, в балках же с наклонным верхним поясом в сечении на равотояшш х от опоры понижеы-
1 Способы придания балкам подъема см. Конструктивный строительный подъем, стр. 171 и след.
ного конца балки. Для равномерно распредо ленной нагрузки:
х aL;
а V1 Р -Р;
о ер
Р L tg д'
3. Расчет балов
1 Расчет поясов
Верхний пояс, как и обычно, в двутавровых балках рассчитывается по среднему напряжению, исчисляемому по оси пояса. Этот раечет вполне обоснован, так как в стадии разрушения благодаря пластичности. древесины при ее работе на сжатие напряжения по сечению верхнего пояса распределяются достаточно равномерно. В случае разрушения балки от продольного изгиба верхнего пояса при неполном использовании его прочнрсти что имеет место при редко расставленных прогонах расчет по среднему напряжению пояса также вполне обоснован ввиду поддержки, оказываемой менее напряженными волокнами пояса более напряженным.
Расчетное напряжение в верхнем поясе определяется по формуле:
4
5
6
где L пролет балки;
е0 расстояние между осями поясов на опоре у пониженного конца балки;
р угол наклона верхнего пояса по отношению к нижнему.
Наибольшие усилия от равномерной нагрувки интенсивности q: в верхнем поясе:
в нижнем поясе:
где
а 1 а
2 V1 8
8
9
Коэфициент у в функции от параметра 5 может быть найден по графику фиг. 8.
Подбор сечения верхнего пояса начинается с назначения высоты h балки фиг. 1 на опорах и в середине пролета и ширины Ъ поясных досок, ватем определяется наибольшее усилие в поясах: для балок с параллельными поясами:
Я-Ъ
40
для балок с наклонным верхним поясом по ф-лам
6, 7, 8 и графику фиг. 8.
Сечение верхнего пояса подбирается по ф-ле 2. Для нижнего пояса сохраняется то же сечение, но проверяется на прочность с учетом ослабления соединениями.
При расчете нижнего пояса местные напряжения от изгиба суммируются с основьыми напряжениями от растяжения: учет влияния местных напряжений необходим и расчет по среднему напряжению при отсутствии достаточного конструктивного строительного подъема является недопустимым.
Расчет нижнего пояса с учетом напряжений от изгиба может быть произведен по формуле:
Umax_ , fpap n f1x
“ Fuemmo ■ Ши '
где UmSbX наибольшее усилие в поясе по ф-ле 8;
Е модуль упругости дерева;
сечение нижнего пояеа с учетом ослаб-
нетто
ления гвоздями и болтами;
Ъ ширина пояеной доски;
разр стрела выгиба балки под разрушающей нагрузкой;
к коэфициент запаса прочности балки, который можно принять равным 2;
пипи допускаемые напряжения на растяжение и на изгиб.
Недостаточность экспериментальных данных не позволяет вполне обоснованно назначить величину
fpagp
отношения. г.
ДВУТАВРОВЫЕ БАЛКИ С ФАНЕРНОЙ СТЕНКОЙ
239
Для первого приближения можно принять:
fpaap _femp.
h 2 ’ ''
где fcmp стрела строительного подъема, определяемая по ф-ле 1.
Бели балке не придается строительного подъема, то нужно принять:
W 13
Если исходить из требования, чтобы из про
гиба двутавровой балки с фанерной стенкой под разрушающей нагрузкой было исключено влияние деформации стенки и соединений, то величину строительного подъема нужно принимать:
стр ’
Lid 1,5е0
14
причем в этом случае расчетное напряжение должно исчислиться по формуле:
а
п
max
JL
е
15
240
В. Г. писчиков
я
Фиг. 9. График изменения сдвигающих усилий
ДВУТАВРОВЫЕ БАЛКИ С ФАНЕРНОЙ СТЕНКОЙ
241
Соответствующим увеличением стрелы конструктивного строительного подъема можно добиться горизонтальности нижнего пояса в стадии разрушения балки и совершенно исключить влияние дополнительных напряжений от изгиба нижнего пояса. Необходимая для этого стрела подъема должна быть примерно вдвое больше, чем по ф-ле 1; в соответствии с этим второй член в ф-ле 11 расчетного напряжения должен отпасть.
Все вышеизложенное о расчете нижнего пояса балок без стыка справедливо также и для балок со стыком в том случае, если конструктивный строительный подъем нижнему поясу придается после постановки всех стыковых гвоздей, превращающей нижний пояс в цельную балочку х.
2 Расчет фанерной стенки
Подбор сечения фанерной стенки начинается е опорных участков балки; необходимая толщина в см каждой из двух стенок может быть определена по формуле:
16 где qL нагрувка на балке в килограммах, е0 расстояние между осями поясов в см.
Допускаемое напряжение на срезывание фанеры принято 40 mjcM2 и учтено ее ослабление гвоздями в размере 5 от площади сечения.
Приняв толщину А по ф-ле 16 sa 100, подбирают сечение фанеры из одного, двух или трех листов. Большее число листов дает меньший расход фанеры, однако вследствие меньшей толщины листа приходится чаще ставить -ребра жесткости.
Места обрыва листов фанеры могут быть легко назначены с помощью графика фиг. 9, дающего сдвигающую силу в любом сечении балки в процентах от сдвигающей силы ТА на опоре с пониженной высотой.
При назначении мест обрыва листов фанеры необходимо учитывать размеры листов по стандарту, добиваясь наименьшего количества обрезков.
Кроме прочности необходимо обеспечить устойчивость фанерной стенки достаточным количеством промежуточных ребер жесткости, располагаемых по одной из схем, указанных на фиг. 4.
Вопрос об устойчивости фанерной стенки экспериментально изучен еще недостаточно. Однако можно считать установленным, что потеря устойчивости фанерной стенки, сопровождающаяся волнообразным выпучиванием ее, сама по себе еще не вызывает разрушения балки. Балка продолжает работать до предела, обусловленного прочностью стенки на срезывание или прочностью поясов на растяжение-сжатие.
Несмотря на это, потеря устойчивости стенки не должна допускаться: во-первых, иэ-за некрасивого вида волнистой стенки и, во-вторых, иэва несомненного влияния потери устойчивости стенки на жесткость балки.
При назначении расстояния между ребрами жесткости можно пользоваться графиком фиг. 10 2, построенным для фанеры с модулем упругости
1 См. Конструктивный строительный подъем, стр. 173.
График построен на основании теоретического исследования инж. я. И. Секерж-Зенькович К расчету на устойчивость листа фанеры как анизотропной пластинки. Труды Центрального аэрогидродинамического института, вып. 76. Москва, ГТИ, 1931 г.
изгиба вдоль волокон 140 000 кгсмг и поперек волокон 11 700 ' кг см2. График дает критическое сдвигающее напряжение в фанерной стенке при потере ею устойчивости в зависимости от толщины фанеры 8 и расстояний между ребрами жесткости вдоль волокон наружных шпонов
I и поперек волокон наружных шпонов с.
График 10 позволяет, задавшись расстояниями с я I между ребрами жесткости, определить критическое напряжение при потере устойчивости фанеры. Отношение этого напряжения к фактически допущенному на срезывание определяет коэфициент запаса к.
Фиг. 10. График для расчета устойчивости фанерных
стенок.
Штриховкой обозначено направление волокон в наружных шпонках.
Если принять коэфициент запаса устойчивости к 2 и допускаемое в соответствии с ф-лой 16 напряжение на срезывание фанеры 1 0,95 40 38 кгсм2, то допускаемое критическое напряжение будет равно t 76 кгсм2. По графику 10 легко установить, что при обычном соотношении -j- от 1 до 4 расстояние I между ребрами
должно быть не более 70 65 о.
При наличии толстой более дефицитной фанеры следует заменять стенку иэ двух тонких листов стенкой из одного листа двойной толщины.
3 Расчет гвоздей
Расчет поясных гвоздей начинается с определения сдвигающей силы на опоре балки по обычной формуле:
17
Поясные гвозди рассчитываются на изгиб по ТУ и Н и на смятие фанеры при допускаемом напряжении 160 кгсм2.
При расстановке гвоздей вдоль балки рекомендуется число их назначать йз условия равнопрочности с фанерной стенкой, вводя более разреженный забой на участках с меньшей толщиной стенки. Поэтому на опорных участках следует назначать интенсивность гвоздевого забоя по сдвигающей силе ТА на опоре, а на других участках уменьшать эту силу соответствующим
коэфициентом yi или т
1 Ослабление гвоздями принято 5.
242
В. Г. писчиков
1
1
Обычно на крайних участках балки гвозди рассчитываются на ивгиб, а на средних на смятие фанеры.
Ввиду того что верхний пояс рассчитывается иа продольный изгиб без учета гвоздевых соединений, отпадает необходимость в постановке гвоэдей ив расчета на продольный ивгиб.
В стыке нижнего пояса фиг. 7 гвоздевое соединение на участках st рассчитывается как односрезное несимметричное обычного типа, передающее усилие с наружных поясных досок на наружные длинные накладки. На участках s2 передается усилие с внутренних поясных досок на внутренние короткие накладки.Таккак здесь усилие передается не непосредственно, а через лист фанеры, то допускаемое на гвоздь усилие должно быть снижено. Отсутствие необходимых экспериментальных данных не позволяет в этом случае назначать допускаемое на гвоздь усилие вполне точно; приближенно же задача может быть решена следующим образом.
Предположим, что две доски соединены гвоздями диаметром d с зазором шириною Ь фиг. 11. Толщину досок а назначим равной 6,3 d, т. е. минимальную, соответствующую полному использованию допускаемого напряжения на смятие дерева и изгиб гвоздя. Если при этом допустить, что гвоздь абсолютно жесток, то величина краевого напряжения смятия древесины будет равна:
w
Фиг. 11. Схема работы гвоздей в стыке нижнего пояса
п
Ттт
da2
ТГ
18
Если далее потребовать, чтобы краевое напряжение при наличии.зазора 8 было то же, что и при отсутствии его, то коэфициент i уменьшения усилия на гвоздь будет равен:
_2
3
2 „л. 1
тат
4 а _ 8,41
4a 35 8,4d5
19
Обычно толщина а поясной доски бывает больше 6,3 d. При этом допускаемое усилие на гвоэдь будет равно для основных допускаемых напряжений:
i 301 г 8®4'“ t ■ 304Л 20
В табл. 1 для употребительных диаметров гвоздей и толщин фанеры даны значения Тм , вычисленные по ф-ле 20 в кг.
В опорных ребрах жесткости гвоэди размещаются с предельной возможной густотой фиг. 5 без расчета.
В основных ребрах жесткости, перекрывающих стыки фанеры фиг. 3, размещается по два ряда гвоэдей в шахмат предельным шагом.
В промежуточных ребрах жесткости, не имеющих наружных накладок фиг. 4, гвозди ставятся в один ряд в шахмат предельным шагом.
Размеры гвоздей в ребрах те же, что и в поя сах.
Таблица 1
Значения допускаемого усилия на гвоздь Тгв
в мм
д в ММ
3
3,5
4
4,5
5
3
24
34
45
57
71
4
24
33
44
56
69
5
23
32,
42
54
68
в
22
31
41
53
66
7
21
30
40
52
65
8
21
29
39
51
64
4 Пример расчета балки с фанерной стенкой
Требуется рассчитать односкатную балку пролетом L 10 м и высотой посредине hep 75 1 м уклон кровли 110, нагрузка 1 000 квм, расстояние между прогонами 0,83 м.
Задаемся размерами поясных досок а 3,5 см, Ъ 20 см. Параметр 0 по ф-ле 6:
В -J0 1001 50- 0,30.
Р Ltg р 10,0 0,1
По графику фиг. 8 и ф-ле 7 находим усилие в верхнем поясе:
о v- 0 175 17 600 кг.
чпах У дП у 0 0996
По ф-ле 3 находим радиус инерции сечения верхнего пояса:
I 0,46 3,5 1б см,
далее:
83
1,6
52; р 0,64.
Расчетное напряжение в верхнем поясе:
” 0.647- 614ГМ 98 t0 Строительный подъем задаем по ф-ле 14: ь2д
femp
1 000
11 СМ.
1,5ео 1,5 60
Напряжение в нижнем поясе проверяем по ф-ле 15. Расстояние от пониженной опорной стойки до сечения пояса с максимальным усилием найдем по ф-лам 4 и 5 или по графику фиг. 9 как нулевую точку эпюры сдвигающих сил при р 0,3, откуда х 0,325,1, 3,25 м.
Далее, по ф-ле 8 имеем:
IW 175 1 Т'Г1 17 500 кг;
0.9'280 256 см h 0,5 3,25 0,1 0,825 м; е 0,825 0,2 0,625 м.
По ф-ле 15 имеем:
и
п
шах
17 500 0,825
„ „ - 90 100 кгсм9.
Fнетто 256 0,625
Необходимую толщину фанерной стенки находим по ф-ле 16:
А L000 10 2,2 см.
152 30
ДВУТАВРОВЫЕ БАЛКИ С ФАНЕРНОЙ СТЕНКОЙ
Разрез по оси пояса Фиг. 13. Конструкция балки у пониженной опоры.
Фиг. 14. Стык верхнего пояса.
Фиг. 15. Стык нижнего пояса.
244
В, Г, писчиков
Составляем стенку из четырех листов фанеры толщиной по 6 мм, что дает на пониженной опоре запас около 9. По графику фиг. 9 находим места обрыва листов фанеры мощностью 82„, 55 и 27 от А на расстояниях 0,025L, 0,0751 и 0,161. от пониженной опоры. Назначаем места обрыва на расстоянии 0,6; 1,1 и 1,9 л от оси опоры фиг. 12. Один лист пропускаем до повышенной опоры, что дает 8 рачительные запасы на всей остальной части длины балки.
Стыки листов фанеры идут через 1,5 и фиг. 12. Основные ребра жесткости располагаем через 75 см, промежуточные черев 37,5 см. При этом
-Jr. Волокна наружных
отношение w-63
шпонов фанеры располагаем горизонтально т. е. вдоль нижнего пояса.
Сдвигающую силу на опоре балки на одну стенку найдем по ф-ле 17:
Та -£1-£ъГ 80 ■
Гвоздь диаметром 3 мм воспринимает на изгиб
2 27 54 кг. Необходимое число гвоздей на 1 пог. м с одной стороны балки:
831,0 IK
то4 154 шт.
При двенадцати гвоздях в ряду и шаге 7 см фиг. 13 получаем:
т4 12 171 154 шт.
При трех и двух листах расчет гвоздей производится также на изгиб, причем шаг гвоздей может быть увеличен соответственно до
т3 А- 7 9 см
О
4
та 7 14 си.
При стенке из одного листа фанеры расчет ' гвоздей ведем по смятию:
Тм 0,3 0,6 160 29 кг 54 кг.
Шаг гвоздей:
т, 7
29
54
15 см
принимаем пг1 14 см.
Стык верхнего пояса фиг. 14 располагаем по середине пролета, стык нижнего на расстоянии 6,35 м от пониженной опоры фиг. 12. Усилие в нижнем поясе в стыке:
Необходимое число гвоздей d 5 мм на участке фиг. 7:
12400 г л.
m ГчГ 41 ШТ,; ставим 5 рядов по 9 шт. в ряду фиг. 15. Необходимое число гвоздей d5 мм на участке 2:
Ставим 6 рядов по 9 шт. в ряду.4
Иною. В. Г. ПИСЧИКОВ
XI. БАЛОЧНЫЕ ФЕРМЫ
1. Треугольные фермы с местной загрузкой поясов
1 Тавровые балки
а К онструкция
Тавровая балка1 в конструктивном отношении представляет собою треугольную двускатную дощатую ферму с двумя панелями верхнего пояса фиг. 1 и нагрузкой, расположенной
Фиг. 1. Схема тавровой балки.
непосредственно по поясам. Пояса фермы рассчитываются на совместное действие изгиба и сжатия. Верхний пояс всегда состоит из двух досок, нижний из одной доски. Зазор между досками верхнего пояса принимается равным толщине доски нижнего пояса; это дает возможность
1 Тавровые балки разработаны сектором деревянных конструкций ЦНИПС. Институтом норм и стандартов строительной промышленности издан проект стандарта Деревянные тавровые балки на гвоздях и зубчато-кольцевых шпонках изд. Техника управления, Москва 1931 г., содержащий готовые конструкции балок пролетом от 5 до 10 м через 1 м для двух уклонов кровли 10 и 20 и трех соотношений между интенсивностью нагрузки по нижнЗМу и по верхнему поясам.
непосредственно соединять оба пояса. Кроме того благодаря такому сочетанию удается запроектировать простой и экономичный опорный узел на гвоздях фиг. 2. Пологий угол пересечения поясов облегчает размещение необходимого количества гвоздевых срезов, а сравнительно небольшая толщина пакета досок позволяет пробивать весь пакет каждым из гвоздей.
Фиг. 2. Опорный узел балки к фиг. 1
Стык нижнего пояса конструируется тоже на гвоздях аналогично опорному узлу фиг. 3. Опорный узел и стык нижнего пояса могут быть запроектированы и на зубчато-кольцевых шпонках г.
Для ферм без стыка нижнего пояса при отсутствии на этом поясе нагрузки кроме собственного веса пояса подвески V в середине фермы фиг. 1 можно не ставить.
1 В проекте стандарта даются все необходимые для этого элементы.
БАЛОЧНЫЕ ФЕРМЫ
245
Стык верхнего пояса осуществляется простым торцевым упором, прокладка на гвоздях фиг. 3 имеет лишь вспомогательное значение и скрепляется с поясом конструктивно, беэ расчета.
Металлическая подвеска из двух полос фиг. 3 врезается в прокладку верхнего пояса, а при наличии стыка и в доски нижнего пояса.
Фиг. 3. Коньковый узел и стык нижнего пояса балки к фиг. 1
При отсутствии стыка подвески в нижний пояс не врезаются во избежание ненужного его ослабления. Подвески поддерживают стык и нагрузку по нижнему поясу и кроме того служат для придания балке конструктивного подъема путем выгибания нижнего пояса скрепленной уже во всех частях конструкции. Расстояние между болтовыми дырами в подвеске делается с этой целью меньше расстояния между дырами В поясах на величину строительного подъема. Подвеска может быть выполнена также и ив дерева согласно фиг. 4 с помощью обрезков широких досок.
Фиг. 4. Подвеска из дерева к фиг. 1
Коэфициенты собственного веса тавровых балок, колеблющиеся в пределах от 5,1 до 17,5, вообще говоря, довольно велики. Наибольшего значения они достигают в балках большого пролета при легкой нагрузке, где особенно неблагоприятно сказывается действие местной нагрузки на большую 4 5 м панель конструкции и где, естественно, напрашивается переход к четырехпанельной схеме. Расход металла в тавровых балках сравнительно невелик и не превосходит 4 от веса дерева.
Простота изготовления тавровых балок вместе с минимальной конструктивной высотой обеспечивает этой конструкции известное распространение для перекрытия однопролетных зданий небольшого пролета с толевой или рубероидной кровлей.
б Расчет
Для быстрого расчета тавровых балок могут служить графики фиг. 5 7 г.
Разработаны автором.
График фиг. 5 служит для определения необходимой толщины двух досок верхнего пояса из его расчета на сжатие с продольным изгибом в плоскости балки при уклоне верхнего пояса в 10 и п 90 кгсм2. Расчетную нагрузку q следует принимать равной для балок со стыком нижнего пояса;
9 Яв „
1
Для балок без стыка нижнего пояса учитывая неразрезно сть пояса:
2
где qe нагрузка по верхнему поясу; qH нагрузка по нижнему поясу.
Графиками фиг. 5 и 7 можно пользоваться также и для расчета балок с уклоном верхнего пояса в 20, для чего необходимо лишь расчетную нагрузку q принять вдвое меньшей против ее истинного значения.
Подбор сечения верхнего пояса начинается с того, что задаются высотой h досок пояса и
определяют отношение пролета балки к высоте досок.
По этому отношению и расчетной нагрузке q, пользуясь графиком фиг. 5, определяют необходимую толщину досок Ъг. График фиг. 6 служит для определения суммарной толщины Ь2 досок верхнего пояса иэ расчета на местный изгиб нагрузкой qe. График построен для балок с любым уклоном верхнего пояса при пм 99 ksJcmz; каждая доска предполагается свободно опертой на опорах и в середине пролета балкй.
Величина Ъг Ъ2 определяет суммарную толщину обеих досок верхнего пояса.
График фиг. 7 служит для определения необходимой толщины доски нижнего пояса ив его расчета на растяжение при уклоне верхнего пояса в 10 и п 90 кгсм2 без учета ослабления площади поперечного сечения.
Расчетная нагрузка q определяется в этом случае так же, как и для верхнего пояса см. выше.
Подбор сечения нижнего пояса балок, не имеюющих местной нагрузки понизу, начинают с того, что, задавшись высотой пояса, вычисляют
отношение и по графику фиг. 7 определяют
необходимую на растяжение толщину доски
Для балок со стыком, учитывая ослабление пояса в стыке, нужно величину Ъг увеличить примерно на 15.
Для балок с местной нагрузкой qH на нижнем поясе сначала по графику фиг. 7 определяется толщина доски Ъг из расчета пояса на растяжение, эатем по графику фиг. 6 толщина доски
2, находимая из расчета на местный изгиб нагрузкой qH.
Для балок со стыком нижнего пояса2 величина Ьх 62 определяет полную необходимую толщину доски нижнего пояса; для балок бее стыка величина Ьг Ь2 должна быть увеличена примерно на 15 ввиду ослабления нижнего пояса в месте крепления подвески.
Суммарную толщину стыковых накладок нижнего пояса рекомендуется назначать на 1,0 2,0 см больше толщины доски нижнего пояса.
8 В стыке предполагаем шарнир, при этом максимальный момент возникает в четвертях пролета балки.
246
В. Г. ПИСЧИКОВ
Ив конструктивных соображений накладки удобно делать того же сечения, что и доски верхнего пояса.
Найдя усилие в нижнем поясе балки по формулам: 1 при уклоне верхнего пояса 10: U 2,5 ql, За
при уклоне верхнего пояса 20:
U 1,25 ql, 36
определяем необходимое количество гвоздей в узле и в стыке по табл. 1. Табл. 1 дает допускавмые усилия на один срез гвоздя в зависимости от его диаметра d и пробиваемой им толщины а поясных или стыковых досок и составлена при гес 72 кгсм2. При назначении размеров стыковых гвоздей рекомендуется избегать слу. чаев, когда гвозди вследствие недостаточной длины получают неполноценные срезы.
и i i 15 го 25 30 35 40 45 50
Фиг. 5. График для подбора сечения верхнего пояса балци по сжатию
Допускаемые усилия в кг на один срез гвоздя е В крайних досках верхний пояс и
Таблица 1
н а
л а д к
И
d в мм
d в мм
гв
3,5
4
4,5
5
5,5
гв
3,5
4
4,5
5
5,5
а
Q N.
в мм
в мм
25
31
36
20
35
43
53
63
72
30
35
42
48
25
35
45
57
69
81
35
35
45
56
63
30
35
45
58
72
86
40
36
45
58
72
79
35
35
45
58
72
87
45
45
58
72
87
и более
и более
БАЛОЧНЫЕ ФЕРМЫ
247
При конструировании стыков и уэла балок на эубчато-кольцевых шпонках следует руководствоваться данными, приведенными на стр. 98.
По усилию в подвеске V 0,5 qHl для балок со стыком или V 0,625 qH I для балок без стыка нижнего пояса назначаются сечение металлической подвески и диаметр болтов или нагелей, прикрепляющих подвеску к поясам.
йЦ £
Величина прогиба fvnp может быть подсчитана по формуле:
4 lynp 8'tgis
к Рн ’
4
где q расчетная нагрузка на балку по ф-лам 1 и 2;
I пролет балки;
25 30 35 40 45
Фиг. 6. График для подбора сечения поясов балки по иагибу
I Чтр-i - 12 ' 528 М Деревянная подвеска фиг. 4 крепится к поясам на гвоздях, количество которых назначается по табл. 1.
Конструктивный строительный подъем в тавровых балках назначается таким образом, чтобы под расчетной нагрузкой нижний пояс балки был вполне прямолинеен или имел некоторый выгиб кверху.
Прогиб балок fcmp составляется ив прогиба fynp от продольной деформации элементов и из прогиба fcde от деформации уэловых и стыковых соединений.
а угол наклона верхнего пояса;
Fe и FM площади сечения верхнего и нижнего поясов;
Е модуль упругости дерева.
При уклоне верхнего пояса 10 ф-ла 4 принимает вид в килограммах и сантиметрах:
, _. М
hp 8 000 Fe FJ При уклона 20 соответственноi
, _ gi2 tynp 32 000
£г
5
б
248
В, Г. ПИСЧИКОВ
Величина прогиба fcde, получающегося от деформации на 1 мм сопряжений в опорных узлах при расчетной нагрузке, будет равна для балок с уклоном 10 1,0 см, для балок с уклоном 20 0,5 см.
При наличии стыка нижнего пояса эти величины должны быть удвоены.
Приводим расчет тавровой балки.
Пример. Требуется рассчитать балку с уклоном верхнего пояса 10, пролетом i 8,0 м
По этому отношению и нагрузкам q 400 кгм и qe 250 кгм находим по графикам фиг. 5 и 6-
Ъ Ъх Ь2 5,4 4,5 9,9 см.
Принимаем Ъ 10 см. Приняв для нижнего пояса ту же высоту доски h 26 см, получим для нагрузок q 400 кгм и qH 150 кгм по графикам 7 и 6:
Ь £i Ъ2 3,4 2,7 6,1 см.
2D 25 30 35 40 45 50
7. График для подбора сечения нижнего пояса балки по растяжению
под нагрувку: по верхнему поясу qe 250 кгм Принимаем Ъ 6 см. Усилие в нижнем поясе
и по нижнему qH 150 кгм. Балка имеет стык, по ф-ле 3:
Полная расчетная нагрузка q найдется по ф-ле 1:
q „ 250 -f 150 400 кгм.
Задаваясь высотой доски верхнего пояса k стыканеобходимо разместить гвоздей d 5, 26 см, получим:
_L _ Ш зо 8 ft 26 _ d0’8
£7 2,5 ql 2,5 400 8 8 000 кг.
В опорном увле, а также в каждой стороны ыка необходимо разме I 150 мм по табл. 1:
8 000
тг
72-2
56 шт.
БАЛОЧНЫЕ ФЕРМЫ
24
Толщину каждой ив стыковых накладок принимаем равной 5 см.
По усилию в подвеске
V 0,5 дн1 0,5 150 8,0 600 кг
определяем необходимое для крепления деревянной подвески количество гвоздей d 5, I - 150 мм:
тл
600
5 шт.
3 72 2
Принимаем т3 6 шт.
Необходимый строительный подъем:
fcmp fynp fcde
4,0 8008 _1_ , 1 „ Л _ е
8 000 гбО 156 ’ Л1‘
2 Шпренгельные балки1
а Конструкция
Шпренгельные балки являются вариантом рассмотренных выше тавровых балок и отличаются от последних только тем, что ломаное очертание имеет не верхний, а наоборот, нижний пояс фермочки фиг. 8 и 9.
tga
Фиг. 8. Схема шпренгельной балки
Фиг. 9. Фасад шпренгельной балки
Нижний пояс, как и в тавровых балках, состоит из одной доски, верхний ив двух. Опорные узлы шпренгельных балок ничем не отличаются от узлов тавровых балок и осуществляются на гвоэдях по фиг. 2. Стык нижнего пояса конструируется с парными накладками на гвовдях фиг. 10, рассчитываемыми на совместное действие изгибающего момента и продольной силы.
Фиг. Ю. Стык нижнего пояса балки к фиг. 9
Стойка И8 одной доски присоединяется к верхнему и нижнему поясу на гвоздях. Если стойку запроектировать иэ двух досок что почти не увеличивает веса балки ввиду небольшой длины стойки, ее можно опереть торцами непосредственно в кромки верхнего пояса и стыковых
1 Разработаны Гипроавтотрансом.
накладок нижнего, что дает некоторую экономию гвоздей, идущих только на конструктивное скрепление элементов. Однако первый способ предпочтительнее, так как при нем прогиб балки йследствие усушки древесины почти не имеет места, тогда как при втором способе усушка досок вызывает заметную просадку конструкции.
В балках пролетом более 1 м верхний пояс имеет стыки досок, устраиваемые обычно вразбежку на расстоянии от середины пролета
с обеих сторон средней стойки фиг. 9. В проекте Гипроавтотранса стыки запроектированы согласно фиг. 11, а, исходя из необходимости передачи как продольной, таки поперечной силы.
а t
б
Фиг. 11. Стык верхнего пояса бални к фиг. 9
Однако, принимая во внимание, что поперечная сила не может возникнуть отдельно от продольной, стык можно значительно упростить и выполнить его в виде простого торцевого упора согласно фиг. 11, б, считая, что поперечная сила передается трением, возникающим от сжатия торца продольной силой. Возможно также стыковать обе доски верхнего пояса в середине пролета балки, обжимая стык двумя короткими накладками на гвоздях и болтах.
Конструктивно-вспомогательными элементами шпренгельных балок служат дополнительные прокладки между ветвями верхнего пояса фиг. 9, располагаемые по одной в полупролете на рас-
о
стоянии jg- I от опор и скрепляемые с поясом
несколькими гвоздями без расчета.
Техно-экономическая характеристика шпренгельных балок вполне совпадает с данной выше характеристикой тавровых балок и дает основание утверждать, что в ряде случаев шпренгельные балки могут быть с успехом использованы для кровельных покрытий небольшого пролета.
б Расчет
Верхний пояс рассчитывается на совместное действие сжимающей силы и поперечного ивгиба по обычной формуле сложного сопротивления, причем расчетный изгибающий момент в проектах Гипроавтотранса принимается в четвертях пролета равным , что примерно соответствует
учету неразрезности верхнего пояса при некоторой осадке средней его опоры на стойке.
Если стык обеих поясных досок сделан в середине пролета, расчетный изгибающий момент
qli
в четвертях следует принимать равным Если пользоваться графиками фиг. 5 и 6, то в первом случае суммарная толщина обеих поясных досок определится величиной Ъ 0,8 Ъг, во втором случае Ь2.
Нижний пояс обычно не несет местной нагрузки и может быть подобран с помощью одного-
250
В. Г. ПИСЧИКОВ
трафика фиг. 7. Толщина поясной доски с учетом ослабления определится здесь величиной 1,15 Ъх.
Стык нижнего пояса, как и в тавровых балках, в зависимости от уклона рассчитывается на силу U 2,5 ql или U 1,25 ql. Количество гвовдей в узлах находится с помощью табл. 1.
Стыковые накладки нижнего пояса следует назначать достаточ о мощными как по ширине, так и по толщине в расчете на воспринятие ими местного изгибающего момента. Можно рекомендовать делать накладки иэ тех же досок, что и нижний пояс фермы.
Стойки балок со стыками верхнего.пояса вразбежку рассчитываются и прикрепляются по усилию V 0,625 ql, со стыками в середине пролета по уси. и о V 0,5 ql.
Шпренгельным балкам со стыками верхнего пояса вразбежку рационально придавать нормальный конструктивный строительный подъем второго родаг. Порядок сборки при этом будет -следующий.
Гстд
Фиг. 12. Схема придания птренгельной балке строительного подъема
Сначала собирается в прямолинейном положении верхний пояс и забиваются все гвозди, скрепляющие элементы балки, кроме гвоздей, соединяющих стойку с верхним поясом. Сама стойка, заготовленная соответствующей длины, выходит своим концом ив зазора верхнего пояса на величину строительного подъема fCWJ. После этого балка помещается в специальный станок хотя бы в виде трех вабитых в землю свай' фиг. 12, где посредством клина или нажимного винта 8 производится выгибание верхнего пояса, после чего забиваются гвозди, соединяющие стойку с верхним поясом шпренгельной балки. Само собой разумеется, что гвозди, соединяющие концы досок фиг. 11, должны быть рассчитаны на передачу силы, возникающей при изгибании верхнего пояса в станке. Если стыки досок расположены, как указано выше, на расстоянии -g от середины пролета, то гвозди, соединяющие более длинные доски верхнего пояса, должны быть рассчитаны на поперечную силу Р, необходимую для выгибания верхнего пояса в станке. Величина этой силы может быть определена по формуле:
Р -6 000 bi П
I 'СтР ' h
1 По проектам Гипроавтотранса конструктивный строительный подъем не придается и заменяется обычным строительным подъемом верхнего пояса без начальных напряжений. Из-за этого оси досок правой и левой половины фермочки задаются с переломом в середине пролета, что влечет за собой необходимость подтески перепускаемых через середину пролета досок.и кроме того затрудняет устройство стыков.
1 См. Конструктивный строительный подъем.
I
где отношение длины пролета к высоте доски верхнего пояса;
. Ъ суммарная толщина двух досок верхнего пояса;
fcnp величина строительного подъема балки.
Неооходимый строительный подъем выражается величиной:
fcmp fynp Ь сдв'
где icde прогиб треугольной фермы от сдвига гвоэдевых соединений в опорных узлах и в стыке нижнего пояса, равный 2,0 см при уклоне в 10 и 1,0 см при уклоне в 20, а 1уп прогиб от упругих удлинений и укорочений элементов фермы под расчетной нагрузкой, определяемой ’ выражениями 5 и 6.
Следует отметить, что конструктивный строительный подъем устраняет прогиб середины пролета шпренгельной балки и приводит к тому, что верхний пояс под расчетной нагрузкой работает на местную нагрузку как неразрезная балка на вполне жестких опорах. Опорный момент в верхнем поясе над стойкой будет
поэтому равен , а в четвертях пролета.
Полагая расчетный момент в четвертях пролета равным jj, мы существенно увеличиваем аапас прочности конструкции.
3 Треугольные сближенные фермы
При сближенной расстановке треугольных стропильных ферм, когда расстояние между ними составляет 1,5 2 м, имеет смысл обходиться без прогонов, укладывая кровельную обрешетку непосредственно на верхний пояс фермы.
Однако эа счет экономии на прогонах приходится увеличивать сечение верхнего пояса, воспринимающего кроме продольной силы еще и изгибающий момент от местной нагрузки. В фермах обычной системы при большой длине панели влияние местной нагрувки становится весьма эаметным, а иногда и преобладающим. Поэтому приходится уменьшать длину панели введением шпренгелей или сгущением решетки.
Фиг. 13. Схема треугольной фермы с неравными панелями
Анализ работы треугольных ферм с раскосной или треугольной решеткой показывает, что усилия в поясах этих ферм увеличиваются от середины пролета к опорам. Из конструктив ных соображений сечение поясов обычно сохраняется постоянным по всей длине фермы, поэтому в панелях у середины пролета сечение имеет неиспользуемые запасы.
Наиболее экономичными получаются треугольные фермы с mje ст.юй загрузкой поясов в том случае, когда длина панелей назначается переменной уменьшающейся от середины пролета к опорам.
БАЛОЧНЫЕ ФЕРМЫ
251
На фиг. 13 представлена схема фермы 1 пере- Присоединение растянутых раскосов к поясам крытия тракторных мастерских пролетом I фиг. 15 17 производится аналогично опор-
гг 10 м. Ферма имеет шесть панелей по верхнему ному узлу. Сжатые раскосы упираются в кромки
поясу и семь по нижнему. Размеры панелей растянутых раскосов простым добора™ упором.
Ь5одйГ5; 1-150
I
г гг-
:.i
1 1 -
1
1
ITJ
2
i '
1
1
■■ 1 и П
' А
L
Фис. 14. Опорный узел фермы к фиг. 13
Фиг. 15. Узел и стык нижнего пояса фермы к фиг. 13
подобраны таким образом, чтобы суммарное напряжение от продольных сил и изгибающих моментов во всех панелях как верхнего, так и нижнего поясов было близко к допускаемому, т. е. так, чтобы все панели в расчетном отношении были равнопрочны. Фермы, поставленные через 1,6 м, несут по верхнему поясу нагрузку от железной кровли и снега, по нижнему подшивной оштукатуренный потолок е тяжелой глино-соломенной изоляцией.
Благодаря сближению поясов треугольной фермы от середины пролета к опорам уменьшение в том же направлении длины панелей не только не ухудшает схемы фермы, но даже, наоборот, улучшает ее, так как раскосы становятся менее пологими по отношению к поясам. Кроме того ввиду малой длины элементов решетки у опоры уменьшение панели не вызывает значительного расхода на самую решетку. В результате, несмотря на местную нагрузку обоих поягов, коэфициент собственного веса фермы не превосходит четырех, т. е. низшего предела для обычных треугольных ферм.
Следует отметить некоторые детали этой фермы фиг. 14 17.
Все соединения элементов спроектированы на гвоздях. Пояса состоят иэ двух досок 30 х 200 мм фиг. 14. Верхнему поясу для повышения жесткости придано замкнутое коробчатое сечение путем помещения в вазор между поясными досками прокладок 3 х 5 сн фиг. 14.
Благодаря малой толщине досок и пологости угла между поясами 19 опорный узел удалось выполнить в виде обычного гвоздевого соединения фиг. 14.
Разметка гвоздевого забоя в узлах фермы фиг. 14 17, вполне соответствующая обычному гвоздевому забою по 174 ТУ и Н, ориентирована по диагоналям параллелограма, образованного пересекающимися досками. Преимущество предлагаемой сетки заключается, во-первых, в ее ортогональности, а, во-вторых, в том, что в каждом сетчатом пересечении обязательно располагается гвоздь, тогда как в обычной косоугольной сетке большинство пересечений оказывается свободным от гвоздей.
1 Ферма спроектирована автором.
Углы между сжатыми раскосами и нормалью к их опорным площадкам нигде не превосходят угла трения дерева по дереву. Все же правиль-
Фиг. 16. Узел верхнего пояса фермы к фиг. 13
ность положения раскосов кроме чисто монтажных гвоздей, соединяющих раскосы с поясами, обеспечивается накладками сжатых рас-
Фиг. 17. Коньковый увел фермы к фиг. 13
косов, приторцованными к поясам фиг. 15 и 16, и прокладками верхнего пояса, приторцованными к кромкам сжатых раскосов фиг. 16.
252
В. Г. ПИСЧИКОВ
Раздвинутый стык нижнего пояса фиг. 15 осуществляется по обычному типу на гвоздях. Стык верхнего пояса в виде торцевого упора перекрыт накладками, имеющими чисто монтажное назначение. Поперечная сила в узле, могущая возникнуть при односторонней снеговой нагрузке, полностью воспринимается силами трения, возникающими при сжатии торцов.
обеспечивают плотности швов ввиду того, что затяжкой болта невозможно уплотнить швы гвоздевого соединения и необходимо добивать
Фиг. 18. Схема треугольной фермы е местной нагрузкой по верхнему поясу
Для уменьшения влияния эксцентриситета в прикреплении раскосов в коньковом узле, создающего добавочное напряжение от изгиба в средних панелях верхнего пояса, применена подрезка торцевого упора сверху фиг. 17, понижающая центр тяжести торцевой упорной площадки.
Учитывая тонкость примененных досок и частоту гвоздевого забоя, соединяющего поясные доски, автор спроектировал все гвоздевые соединения этой фермы бее стяжных болтов.
Целесообразность такого отклонения от обычной конструкции подтверждается следующими соображениями.
При усушке поясных досок толщиной 3 см при переходе древесины из полусухого в воздушно-сухое состояние в швах пакета могут возникнуть щели толщиной 0,3 0,6 мм 5 ТУ и Н, наличие каковых не может однако сильно сказаться на работе симметричных гвоздевых соединений этой фермы. С другой стороны, стяжные болты при гвоздевых соединениях не
Фиг. 20. Коньковый узел фермы к фиг. 18
гвозди молотком, что с таким же успехом может быть сделано и при отсутствии стяжных болтов. Решающее значение в этом вопросе должно иметь то обстоятельство, что наибольшая толщина пакета в этой ферме всего 150 мм полностью пробивается гвоздем.
Применение замкнутого коробчатого сечения для верхнего пояса фермы на первый взгляд не вызывается необходимостью ввиду наличия обрешетки, предохраняющей верхний пояс от выпучивания из плоскости фермы, однако тонкость примененного сортамента 3 х 20 см потребовала дрбавочного усиления нижней кромки пояса посредством связи поясных досок гвоздями через прокладку; по верхней кромке пояса прокладка применена для упрощения и увеличения надежности соединения обрешетки с поясом.
Несмотря на добавочный расход гвоздей, поставленных для увеличения жесткости верхнего пояса и жесткости угловых сопряжений, общий расход металла на ферму сравнительно невелик и не достигает 4 от веса древесины.
Ферма покрытия мельницы Щуровского цементного завода фиг. 18 22 спроектирована Цемпроектом также представляет собою треугольную ферму с нагрузкой по верхнему поясу.
Фермы пролетом 12,8 м, поставленные через 2,5 м, имеют четыре панели по верхнему поясу и три по нижнему являясь по схеме несколько искаженными фермами Полонсо. Верхний пояс образован одним брусом 7,5 х 22 см, нижний пояс в средней панели аналогичен верхнему, в крайних же панелях состоит из двух досок 3,75 х 22 см.
Опорный узел фиг. 19 решен биссектрисным торцевым упором верхнего пояса в прокладку, соединенную на гвоздях непосредственно с досками нижнего пояса. Клинчатая прокладка в этом узле должна воспрепятствовать возможному сдвигу сопряжения поясов и кроме того
БАЛОЧНЫЕ ФЕРМЫ
253
улучшить прикрепление к нижнему поясу монтажной подкладки, фиксирующей установку фермы на мауерлате.
Коньковый узел имеет взаимную врубку поясов вполдерева и эксцентричное прикрепление раскосов с помощью болта и гвоздей фиг. 20.
Промежуточные узлы верхнего и нижнего поясов фиг. 21 и 22 образованы упором сжатой стойки в кромку поясных брусьев с дополнитель-
Фиг. 21. Узел и стык нижнего пояса фермы к фиг. 18
1Ъозди ф 6 i i75
циент предыдущей фермы. Расход металла, составляющий 2,5 от веса древесины, эквивалентен расходу металла на первую ферму.
2 Треугольные фермы с нагрузкой в узлах
1 Треугольные фермы с нисходящими раскосами
Ферма, построенная по схеме фиг. 23, характеризуется тем, что все стойки ее растянуты, раскосы же сжаты независимо от расположения нагрузки на ферме. Характеризующее треугольные фермы постоянство вкака усилия в элементах решетки позволяет применять весьма разнообразные узловые сопряжения.
Длины Ь см
Усилии б к
Фиг. 22. Узел верхнего пояса фермы к фиг. 18
ным креплением стойки к поясам при помощи узловых болтов и парных накладок. Растянутый раскос присоединен к нижнему поясу из одного бруса непосредственным креплением на гвоздях.
Следует отметить, что примененные вдесь гвозди 6 х 175 мм, рассчитанные на загибание концов, нежелательны, так как при этой операции легко можно расколоть тонкие полуторадюймовые доски. Лучше обойтись без загибания концов, применяя взамен этого стяжные болты, или же не ставить и болтов по причинам, приведенным выше.
Коэфициент собственного веса фермы составляет 6,5, т. е. значительно превосходит коэфи-
2000
Фиг. 23. Схема треугольной фермы с нисходящими раскосами
а Промежуточные узлы ферм с нисходящими раскосами
Наиболее простая конструкция узлов получается при стойках из круглого болтового железа и поясах иэ бревен фиг. 24. В этом случае усилие от тяжа передается поясу посредством плоской шайбы и гайки, а присоединение раскоса осуществляется обычно простым лобовым зубом. Упорная площадка раскоса должна быть
Фиг. 24. Нормальный узел бревенчатой фермы
Фиг. 25. Допустимая форма узла бревенчатой фермы
центрирована по геометрической схеме фермы фиг. 24, самые же раскосы могут и не совпадать своей осью с геометрической схемой фермы фиг. 25. Эксцентричное сжатие раскоса не представляет опасности ввиду запасов, обычно имеющих место в сечении раскосов, размеры каковых определяются прочностью конструкции узлов фермы. Сопряжения по фиг. 25 имеют по сравнению с сопряжениями по фиг. 24 то преимущество, что контуры врубок лучше совпадают это желательно также с архитектурной
точки зрения, особенно в том случае, когда диаметры раскоса и пояса мало разнятся по величине.
Конструкция узла по фиг. 26, нередко к сожалению встречающаяся в проектах, страдает существенными недостатками. Усилие в раскоса
Фиг. 26. Недопустимая форма узла бревенчатой фермы
254
В. Г. ПИСЧИКОВ
не может быть передано обеими плоскостями врубки ввиду неизбежной щели, возникающей по длинной стороне соприкосновения бревен вследствие усушки древесины. Фактически усилие всегда будет передаваться только одной перпендикулярной к раскосу площадкой врубки, что создает значительный эксцентриситет, вызывающий добавочные напряжения в нижнем поясе фермы.
Промежуточные узлы таких ферм из досок могут быть сконструированы по фиг. 24, 25 или же при желании избегнуть значительного несиммет-
Фиг. 27. Трехлобовое увловое сопряжение с вкладышами
ричного ослабления поясов лобовой врубкой по фиг. 27 при помощи вкладышей и трехлобового сопряжения. В таких сопряжениях металлические тяжи, назначаемые при мощных поясах парными, либо пропускаются через прокладки или же поясные доски либо выпускаются ва габарит поясов и передают усилие на вкладыши при помощи горизонтальных деревянных или же металлических коротышей. Поясные вкладыши, имеющие направление волокон вдоль пояса,
Фиг. 28. Неправильное увловое сопряжение
прикрепляются к поясным доскам гвовдями, болтовыми или же трубчатыми нагелями. Сечения раскосов назначаются соответственно зазорам между ветвями поясов.
Соединения этого типа являются достаточно надежными и простыми в исполнении, однако требуют точной по шаблону обрезки торцов раскосов и вкладышей, позволяющей избегнуть подтески опорных поверхностей на месте сборки фермы.
Треугольные фермы с раскосами ив круглого железа являются надёжными конструкциями; они позволяют в случае надобности устранить провисание перекрытия подъемом его на домкратах и подтягиванием гаек у тяжей. Однако большой расход металла, составляющий в этих
фермах до 20 от веса древесины, вынуждает в ряде случаев отказаться от применения металлических тяжей и перейти на деревянные растянутые стойки. В этом случае промежуточные узлы могут быть сконструированы по одному из следующих способов.
а Если ферма спроектирована из тонкого сортамента досок, то стойки могут быть прикреплены к поясу непосредственно гвовдями или же нагелями фиг. 28. Сжатые раскосы брусчатого сечения Могут быть присоединены непосредственным упором в кромки поясов и стоек. Подобное сопряжение получается удачным только в тех случаях, когда угол между раскосом и стойкой заключается в пределах от 90 до 70 фиг. 15 и 16. При более острых углах, как например в узле по фиг. 28, усилие раскоса передается двумя площадками аЪ и cd, причем передающиеся через эти площадки составляющие усилия в раскосе создают дополнительные изгибающие моменты как в стойке, так и в поясе. При определении расчетных напряжений в элементах фермы добавочные напряжения от изгиба должны быть обязательно учтены.
Фиг. 29. Трехлобовое узловое сопряжение при деревянных растянутых стойках
Примеры таких узлов фиг. 26 и 28 показывают, что не всегда центрировка осей элементов фермы избавляет от дополнительных напряжений изгиба.
б Довольно удачным узловым сопряжением является трехлобовая врубка аналогично врубке на фиг. 27, но при деревянных стойках. В этом случае расстояние между ветвями поясов увеличивают фиг. 29 настолько, чтобы в зазор между поясами проходили двойные раскосы и одинарные стойки.
В плоскости досок раскосов располагаются одинаковой с ними юлщины парные прокладки по оси пояса и по оси раскоса. Накладки и прокладки крепятся к стойке и поясу гвоздями, нагелями или кольцевыми шпонками. Иногда стойки делают ив брусьев, в которых выбирают соответствующие пазы для помещения концов раскосов и поясных прокладок. В этом случае отпадает необходимость в применении гвоздей, соединяющих стойки со своими накладками, и кроме того хвост стойки, выходящий ив очертания фермы, становится значительно короче.
Для увлов верхнего пояса такая врубка неудобна тем, что из-за длинного конца стойки затрудняется центральное положение прогона, который приходится смещать и устанавливать
БАЛОЧНЫЕ ФЕРМЫ
25
рядом со стойкой так, как это показано на фиг. 30. Вместо трехбиссектрисной врубки эдесь целесообразнее применить трехлобовую врубку по фиг. 30, где упорная плоскость раскоса перпендикулярна к его оси. Такая врубка не только упрощает обработку концов раскосов, но и лучше обеспечивает передачу усилия от прогона через пояс фермы на раскос. Смещенный прогон следует всегда располагать с той стороны стойки, где находятся упорные прокладки пояса фиг. 30.
Фиг. 30. Трехлобовое сопряжение при наличии смещенного прогона
Если расположить прогон с другой стороны стойки, то при передаче усилия от прогона на раскос поясные прокладки должны будут воспринять значительные скручивающие моменты, на которые нагельное соединение прокладок с поясом не рассчитано.
Н5-
Фиг. 31. Нормальный узел при кольцевых сопряжениях
Следует иметь в виду, что при смещенном положении прогона неизбежно возникают изгибающие моменты как в поясе, так и в элементах решетки. Эти моменты должны учитываться при определении расчетных напряжений; для простоты расчета можно полагать, что момент полностью воспринимается одним лишь поясом, распределяясь поровну вправо и влево от узла, т. е. считать, что дополнительное напряжение в поясе возле уела равно:
где Р нагрузка от прогона;
е эксцентриситет прогона относительна центра узла;
W момент сопротивления сечения пояса,
в Узел получается еще проще, если применяются зубчатые или гладкие кольцевые шпонки. Ввиду сравнительно небольшой величины усилия для прикрепления элементов решетки дается обойтись парой колец. Как и в рассмотренном случае, решетка пропускается в зазор между досками поясов фиг. 31. Стойка соединяется парой колец с раскосом, раскос двумя кольцами с поясом.
Фиг. 32. Нормальный узел нижнего пояса при сопряжении ножничной врубкой
г Промежуточные уэлы треугольных ферм могут быть осуществлены также с помощью ножничных врубок. В этом случае стойки делаются из брусьев толщиной, равной зазору между поясными досками фиг. 32. Сжатые раскосы выполняются из парных досок, расстояние между осями которых принимается обычно равным толщине стойки. Ножничная врубка получается, как известно, путем врубания раскосов на половину толщины доски в пояс и на половину в стойку фиг. 33. В том случае, если узел сво-
п
Ре 2W'
Фиг. 33. Аксонометрия узла нижнего пояса на ножничных врубках
боден от местной нагрузки, площадки врубки,, передающие давление, делаются перпендикулярными к осям пояса и стойки, как на фиг. 32' и 33, где изображен нижний пояс треугольной фермы без подвесного потолка.
При наличии в узле прогона последний устанавливается обычно не на стойку, а на пояс фиг. 34, вследствие чего площадка, передающая давление от раскоса на пояс, делаете наклонной к оси пояса фиг. 34 и 35. Угол наклона площадки назначается таким образом , чтобы нормаль к площадке совпадала с направлением равнодействующей реакции прогона и усилий в раскосе и стойке.
Чтобы избежать эксцентричного давления на увел прогона, последний нередко делают пар
256
В. Г. ПИСЧИКОВ
ным фиг. 34. Нужно однако иметь в виду, -что и в этом случае в поясе фермы возникают дополнительные напряжения от изгиба. Каждый из парных прогонов вызывает в верхнем поясе изгибающий момент одного и того же внака, определяемый с достаточной степенью точности по формуле:
м - 4
Р
где -5 давление от каждого из прогонов;
Z
е расстояние от прогона до оси уела.
9
Фиг. 34. Нормальный узел верхнего пояса на ножничных врубках при наличии смещенных прогонов
зуба по типу фиг. 24 25 или в виде двойного лобового эуба фиг. 36.
При проектировании одинарного лобового зуба как указывалось выше, необходимо центрировать опорные площадки врубок по геометрической сетке фермы. При конструировании узла по фиг. 25 ось верхнего пояса не совпадает с геометрической осью фермы в пределах опорной панели, в результате чего расчетная схема треугольной фермы получает излом. Этот излом весьма нежелателен, так как с одной стороны, затрудняет конструирование’, а с другой, вызывает в верхнем поясе фермы значительные изгибающие моменты вследствие его эксцентричного нагружения, поэтому конструкция опорного узла по фиг. 25 может быть допущена только при наличии в сечении верхнего пояса больших запасов при небольшом пролете и в слабо нагруженных фермах.
Конструкция опорного узла по фиг. 24 может быть применена также только при наличии больших запасов и при слабом использовании сечения поясов. Глубину врубки лобовым эубом желательно делать не более, чем на 0,3 d, где d диаметр бревна. Эта глубина ограничивает пределы применения одинарного лобового вуба для опорного узла фермы.
Выражение 9 вполне соответствует приведенному выше выражению 8 для определения влияния внецентренности прогона; это позволяет сделать заключение, что в отношении дополнительных напряжений в поясах фермы симметричное расположение прогона не имеет преимуществ по сравнению с односторонним распоожением. При одностороннем расположении
Фиг. 35. Аксонометрия уела к фиг. 34
прогон почти всегда можно выполнить неразрез ным, спаренным ив двух досок, что не только дает экономию на самих прогонах, но и значительно увеличивает жесткость кровли. При двойных прогонах по фиг. 34 осуществление каждого из прогонов из двух досок возможно только при большой панели фермы, большом расстоянии между фермами и не слишком легкой нагрузке,
б Опорные узлы треугольных ферм с нисходящими раскосами В фермах из круглого леса опорные узлы делаются обычно в виде одинарного лобового
Фиг. -36. Опорный узел с двойным лобовым зубом
Обычно выполнить опорный узел одинарным зубом не удается и приходится применять двойной лобовой зуб. Конструируя двойной зуб по фиг. 36, следует стремиться к тому, чтобы суммарный центр тяжести площадок сжатия совпал с осью верхнего пояса. Это условие будет в достаточной мере соблюдено, если обе площадки врубки, передающие нагрузку, будут, иметь одинаковую площадь соприкосновения верхнего пояса с нижним. При этом принимается, как об этом уже говорилось выше, что третья площадка соприкосновения поясов, расположенная под весьма острым углом к осям поясов, не работает, т. е. не передает усилий.
Для получения равных площадей врубок необходимо глубину врубки крайнего зуба, расположенного над центром опоры, сделать меньше глубины h2 врубки второго зуба. Это ясно видно из деталей на фиг. 36, откуда можно усмотреть, что при равных диаметрах поясов площадь сегмента в зубе с высотой кг использована не полностью, в зубе же с высотой й, полностью. Самый расчет необходимых размеров врубки значительно облегчается при наличии таблиц площадей сегментов в функции от диаметра бревна и глубины врубки.
Недостатками двойного зуба являются несколько увеличенное ослабление нижнего пояса и известная трудность приторцовки врубки ввиду необходимости получения одновременного и оди-
БАЛОЧНЫЕ ФЕРМЫ
257
наново плотного соприкасания площадок обоих
зубьев.
Оба эти недостатка в известной мере могут быть устранены путем применения лобовой врубки с вкладышем согласно фиг. 37.
Вкладыш изготовляется из обрезка сосновой доски и устанавливается волокнами параллельно волокнам верхнего пояса. Глубина врубки обоих вубьев одинакова, оба сегмента нижнего пояса используются полностью. Площадки врубок можно назначить по биссектрисе угла между поясами, однако значительно проще и, повидимому, без
для размещения необходимого числа гвоздей нехватает места, сопряжение может быть выполнено на нагелях из круглого железа, размещающихся более компактно.
Если один пояс фермы имеет при этом на одну доску меньше, чем другой, причем зазоры одного пояса соответствуют доскам другого фиг. 2 3, непосредственное соединение поясов на гвоздях болтовых или трубчатых нагелях, гладких или
Фиг. 37. Опорный узел на лобовой врубке с вкладышем
Фиг. 38. Опорный узел со щековой врубкой
всякого ущерба для прочности врубки можно назначить площадки сжатия ортогонально к верхнему поясу фермы.
Наличие вкладыша несколько облегчает пригонку упорных площадок, однако требует столь же тщательных и аккуратных работ, как и обычная врубка без вкладыша фиг. 36.
В бревенчатых фермах как для промежуточных, так и для опорных узлов возможно также применение щековых врубок.
Щековая врубка по фиг. 38 имеет два упорных сегмента, расположенных в одной плоскости, проходящей через центр узла. Направление упорных площадок может быть назначено как по биссектрисе, так и по нормали к верхнему или нижнему поясу. Необходимость применения для изготовления этой врубки долота не должна смущать проектировщика, так как обработка рабочих плоскостей производится, как обычно, пилой, долото же требуется только для выкалывания щек в нижнем поясе и косого вырубания гнезда в верхнем поясе при готовых уже пропилах боковых поверхностей врубки, что значительно облегчает и упрощает работу.
Большим цреимуществом щековой врубки по сравнению с двойным лобовым зубом является симметричное ослабление нижнего пояса, мало понижающее его момент сопротивления относительно горизонтальной оси.
В фермах из досок опорный узел может быть законструирован по одному из следующих типов.
а Если пояса фермы составлены из тонких досок и опорный узел достаточно острый, соединение поясов может быть осуществлено на гвоздях по типу фиг. 2 и 14. В тех случаях, когда
губчатых кольцевых шпонках фиг. 39 дает наиболее компактное, экономичное и простое решение.
б Во всех наиболее часто встречающихся случаях, когда в промежуточных узлах фермы элементы сопрягаются на вкладышах, кольце-
Болт ф J2
Ю газоЬых труб Ф 20
v9
ОО
'Г7г77777777777,
2 болта f 8
1
1
Я _
'I 1 p.
l 4 ' i и
1 I
1
ii
'■
ik
j
'''
1 1
т
1
1 1 '
■ii
T ■
f J
J U- i
.IF
П lj
L CO I
Фиг. 40. Опорный увел с вкладышем на нагелях
вых шпонках или ножничных врубках фиг. 27 35, универсальным опорным узлом является увел с упорным вкладышем из сосны или дуба.
В опорном узле по фиг. 40 применено биссектрисное сопряжение вкладышей с верхним поясом и соединение вкладышей с нижним поясом при помощи трубчатых нагелей.
258
В. Г. писчиков
В опорном узле по фиг. 41 соединение вкладышей с нижним поясом осуществлено с помощью поставленных в шахматном порядке гладких кольцевых шпонок. При шахматном расположении шпонок меньше ослабляется сечение соединяемых элементов, но зато удлиняется хвосто-
ЛроНладки
Болты ф 19
ш
Болты ф 19
1
73
90
Фиг. 41. Опорный узел с вкладышами на кольцевых шпонках
вая часть фермы, что заставляет в ряде случаев переходить на более компактное сопряжение на щековых врубках. Кроме того гладкие кольцевые шпонки нежелательны здесь вследствие недостаточной их надежности.
в На фиг. 42 показан опорный узел на щековых врубках при трехбиссектрисном сопряжении элементов и при несколько сдвинутом стыке нижнего пояса. Сдвижка стыка в ряде случаев бывает полезна для более удачного размещения стыков по всей длине нижнего пояса.
Трехбиссектрисное сопряжение элементов нередко применяется вместо простого биссектрисного, так как по рекомендуемому ТУ и Н способу расчета трехбиссекгрисную врубку удается спроектировать с относительно меньшими напряжёниями, чем они получаются при биссектрисной врубке тех же элементов. Сопряжение, ортогональное к верхнему поясу, дает в этом случае еще более высокие напряжения смятия. В опорных узлах с вкладышами при сильно напряженных и хорошо использованных поясах приходится при ортогональной, а иногда и биссектрисной врубках применять вкладыши из дуба. В опорных узлах на щековых врубках ввиду сравнительно большого расхода дерева па накладки и прокладки последние исполняются исключительно из древесины хвойных пород; поэтому в этих случаях переход на трех
биссектрисное сопряжение является вполне есте. ственным.
Ввиду условности обычных методов расчета врубок преимущество трех биссектрисного сопряжения довольно сомнительно, изготовление зе такой врубки весьма сложно.
В применении к опорному уЭЛу трехбиссектрисная врубка по фиг. 42 имеет еще тот недостаток что неизбежный в стропильных фермах распор, возникающий вследствие отсутствия катковых опор и не учитываемый обычно в расчетах, значительно ухудшает распределение напряжений'между опорными плоскостями врубки в тем самым сводит на-нет единственное преимущество этого сопряжения.
Длина хвоста при щековых врубках меньше, чем при опорных узлах с вкладышами, но все же достаточно велика. Для уменьшения ее не следует однако повышать допускаемого напряжения на скалывание выше, чем до 8 кгсм2, лучше увеличивать ширину скалывающейся площадки подобно тому, ка.к это сделано в узле по фиг. 42.
г Следует упомянуть еще об одном способе сокращения длины хвоста опорного узла. Если соединение элементов относится к числу податливых например если элементы соединяются гвоздями, тонкими болтовыми нагелями или зубчатокольцевыми шпонками, то можно применить комбинированное соединение, в котором часть пояса передается на нижний
усилия верхнего непосредственно,
а часть через вкладыш,
Разрез по а-6
План Ьерхнии пояс снят
Фиг. 42. Опорный узел при трехбиссектрисном сопряжении.на шековых врубка.
сопрягаемый с верхним поясом, по биссектрисе или ортогонально.
Такое сопряжение на зубчато-кольцевых шпонках показано на фиг. 43. Само собою разумеется, что приторцовка вкладыша к верхнему поясу должна быть при этом возможно более тщатель
БАЛОЧНЫЕ ФЕРМЫ
25Ь
ной; если в случае неудачной запрессовки зубчато-кольцевых шпонок между вкладышем и торцом верхнего пояса может образоваться щель, опорный узел по фиг. 43 приходится исправлять введением в образовавшиеся щели соответственной толщины металлических обмазанных антисептиком прокладок. Применение узла по типу фиг. 43 менее рискованно при соединении элементов на гвоздях или нагелях и никак не может быть допущено в случае применения гладких кольцевых шпонок.
Фиг. 43. Опорный узел на зубчатокольцевых шпонках
д Наиболее компактные опорные узлы с хвостами минимальной длины получаются при применении металлических тяжей, передающих усилие с верхнего пояса на нижний.
Два таких узла с вертикальной осью изгиба хомутов приведены в примере сегментной фермы в 220 ТУ и Н. Недостатком этих узлов, идея которых заимствована из американской строительной практики, является необходимость сверловки дыр для болтов и нагелей сразу через весь пакет досок и металлических листов. Раздельная же сверловка дыр в металле и дереве, как показала практика, даже при самом тщательном выполнении их дает значительное несовпадение центров отверстий, что резко снижает запас прочности узла ввиду неравномерности работы нагелей.
ся сопряжение, ортогональное к верхнему поясу фиг. 44. Упорные вкладыши следует делать из дуба с направлением волокон вдоль нижнего пояса фермы. Обычно упорные вкладыши ва недостатком дуба изготовляются из сосны, что нередко сопряжено с большим перенапряжением вкладыша на смятие. Хотя это перенапряжение и не вызывает преждевременного разрушения фермы, оно все же нежелательно ввиду увеличения осадки конструкции;
Чтобы передать давление от фермы на опорную подушку, вкладыши должны иметь внизу достаточно широкую площадку. Для этого толщину их следует делать вдвэе больше толщины поясных досок, с тем чтобы каждый упорный вкладыш касался соседнего вкладыша. Натяжные болты пропускаются через упорные вкладыши в канавках глубиной, равной половине диаметра тяжа.
Усилие нижнего пояса передается на тяжи деревянными накладками, прокладками и болтовыми нагелями. Для пропуска натяжных болтов через накладки и прокладки последние составляются из двух досок, в каждой из которых делается канавка для тяжа глубиной, равной половине диаметра тяжа.
По концам тяжа должны быть поставлены достаточно мощные шайбы. Последнее относится также и к сопряжению тяжей со швеллером, особенно в сегментных фермах с многослойным верхним поясом. Но и в треугольных фермах ввиду недостаточной жесткости стенки швеллера шайбы под гайками болтов являются далеко не лишними, способствуя лучшему распределению напряжений смятия по обеим плоскостям упорного вкладыша.
Ввиду необходимости изготовления накладок и прокладок из тонких досок количество стяжных болтов в узле по сравнению с обычными на-
Разрез по а-6
Кл
Не с
Фиг. 44. Опорный узел с натяжными болтами
Фиг. 45. Опорный узел с хомутами из круглого железа
Второй недостаток указанных узлов препятствие металлических листов усушке дерева, вызывающее опасное растрескивание древесины по линии нагелей, может быть устранен выполнением хомутов из полосового железа и установкой их с небольшими зазорами.
В практике строительства сегментных ферм в СССР получил большое распространение опорный узел по фиг. 44 с натяжными болтами. Являясь надежным и нетрудным в исполнении, этот узел может найти применение в фермах любого очертания, в том числе и в треугольных фермах.
Сопряжение элементов в узле этого типа может быть осуществлено как биссектрисной, так и трехбиссектрисной врубкой, как на фиг. 40 и 46. Наиболее простым и рациональным являет-
гельными стыками должно быть увеличено и доведено до 40 50 от числа отверстий.
Недостатками опорного узла описанного типа являются необходимость канавок в накладках и прокладках, повышенный расход металла на стяжные болты и довольно большая конструктивная длина узла вследствие размещения нагелей не более чем в два ряда, что иногда затрудняет прикрепление к нижнему поясу первой от узла стойки в фермах с восходящим первым раскосом.
Указанные недостатки устранены в опорном узле, представленном на фиг. 45; хомуты из болтового железа огибают накладки и прокладки, передавая на них усилие изогнутыми подкладками иэ полосового железа.
Сопряжение тяжа со шзеллером производится с помощью клинчатых шайб. В местах перегиба
260
В. Г. писчиков
тяжей устанавливаются подкладки, изогнутые из полосового железа. Сами тяжи проектируются обычно с осаженными концами при полном использовании допускаемого напряжения на всей дли te тяжа.
Известное усложнение конструкции, вызываемое переломом тяжа в узле, может быть устранено применением швеллера увеличенной высоты и конструированием узла по фиг. 46. Однако
Фиг. 46. Опорный узел с хомутами из полосового
железа
в результате утяжеления швеллера и применения под гайками тяжей достаточно мощных шайбреборд, необходимых для усиления легко изгибающейся тонкой стенки швеллера, расход металла при этом значительно повысится.
В узле на фиг. 46 тяжи показаны из полосового железа, что избавляет от необходимости примене-
превосходит 50 кгсм2, то упорный вкладыш может быть осуществлен в виде дубового лежня фиг. 47, непосредственно охватываемого кольцевыми хомутами. Клинья К, закладываемые в зазор между торцами прокладок и упорным лежнем, служат для натяжения хомутов в процессе сборки фермы.
Если n6iymmo в одном из поясов фермы превосходит 50 кгм2, опорный узел может быть осуществлен по фиг. 48, где направление волокон дубовых или сосновых вкладышей совпадает с направлением волокон нижнего пояса фермы.
Усилие кольцевых хомутов передается здесь на упорные вкладыши через изогнутый металлический лист толщиной 3 5 мм, являющийся обоймой для упорных вкладышей. Вкладыши могут быть при этом, если позволяют размеры узла, выполнены из одного куска дерева, но с таким же успехом чясло вкладышей может быть сделано равным числу ветвей верхнего пояса фермы.
Клинья, так же как и в узле по фиг. 47, служат для натягивания хомутов при сборке фермы с целью получения достаточно плотного сопряжения всех элемейтов узла.
в Коньковые узлы треугольных ферм с нисходящими раскосами
В фермах из круглого леса коньковый узел образуется простым торцевым сопряжением верхних поясов фермы фиг. 49. Усилие от тяжа передается на пояса посредством гайки и шайбы.
Фиг. 47. Опорный узел со сварными хомутами из полосового железа
ния подкладок для передачи усилия от тяжей на торцы накладок и прокладок. Однако отковка концов такого тяжа для нарезки является работой, еще более трудоемкой, чем осаживание концов хомута в узле по фиг. 45.
Фиг. 49. Коньковый узел бревенчатой фермы
Боковые накладки, соединяемые парой болтов, играют роль монтажного скрепления, необходимого во всех конструкциях конькового узла.
Если промежуточные узлы фермы образованы с помощью упорных прокладок по типу фиг. 27, то коньковый узел устраивается аналогичной конструкции согласно фиг. 50. Здесь сопряжение
НонькобыО прогон
м Фиг. 48. Иной тип опорного узла со сварными хомутами из полосового железа
Фиг. 50. Коньковый узел с трехбиссектрисным сопряжедием на
вкладышах
Применение полосового железа для хомутов вполне оправдывается, если узел осуществляется по фиг. 47 и 48.
В этом случае концы хомута склепываются или же свариваются и таким образом получается замкнутое кольцо. Если n6pymm0 в поясах фермы не
элементов аналогично фиг. 27 применено трехбиссектрисного типа с передачей усилия на металлические тяжи с помощью отрезка швеллера.
В тех случаях, когда стойки фермы осуществляются из дерева и промежуточные узлы применяются по фиг. 29 или 30, коньковый узел устраи
БАЛОЧНЫЕ ФЕРМЫ
261
вается до типу фиг. 51, где показано ортогональное к стойке сопряжение поясов, легко превращаемое в случае желания в трехбиссектрисное сопряжение.
а
Фиг. 51. Коньковый узел с трехлобовым сопряже нием при деревянных стойках
Если промежуточные узлы осуществляются на ножничных врубках фиг. 32 34, то коньковой узел разрешается аналогично фиг. 52.
Толщина средней стойки фермы должна быть больше, чем толщина остальных стоек; пояса врубаются в стойку трехбиссектрисной или же ор-
Фиг. 52. Коньковый узел фермы на ножничных врубках
тогональной к стойке щековой врубкой. При слишком больших размерах поперечного сечения средней стойки последняя может быть составлена из двух досок.
Если промежуточные узлы фермы осуществляются на гладких или, что значительно лучше, на зубчатых кольцевых шпонках фиг. 31,
Фиг. 53. Коньковый узел фермы с кольцевыми соединениями
конструирование конькового узла.наиболее просто при двойной средней стойке фиг. 53, каждая из досок которой соединяется с
парными прокладками двумя кольцами; прокладки в свою очередь соединяются кольцами с пояс
ными досками. В фермах с крутым верхним поясом необходимо обеспечить связь между обеими досками стойки нашивкой накладок на гвоздях по типу фиг. 53. В противном случае при односторонней нагрузке могут возникнуть значительные изгибающие моменты в нижнем поясе у середины пролета фермы вследствие передачи здесь поперечной силы через сечение нижнего пояса.
г Средние узлы нижнего пояса в треугольных фермах с нисходящими раскосами
Главное требование, предъявляемое к средним узлам треугольных ферм с нисходящими раскосами по типу фиг. 23, заключается в возможности воспринятия кроме сплошной нагрузки по всему пролету также и односторонней нагрузки, расположенной на одной половине пролета фермы.
Фиг. 54. Средний узел нижнего пояса бревенчатой фермы
При односторонней нагрузке из двух раскосов, сходящихся в среднем узле, работает только один. Конструкция узла должна обеспечивать возможность передачи усилия с одного из раскосов на нижний пояс и стойку при условии, что другой раскос напряжен только частично одной постоянной нагрузкой или же для большей надежности полагая усилие в нем равным нулю.
Фиг. 55. Средний узел нижнего пояса фермы с металлическими стойками и сопряжениями на вкладышах
I
Для ферм из круглого леса наиболее простой и надежной является конструкция среднего узла по фиг. 54 с применением сосновой или дубовой подушки, платно врезанной в нижний пояс фермы.
В дощатых фермах с металлическими стойками, где промежуточные узлы выполнены по фиг. 27, средний узел может быть сконструирован по фиг. 55. В таком узле горизонтальная составляющая усилия в раскосе от односторонней временной нагрузки передается на нижний пояс четырьмя горизонтальными стяжными болтами и отчасти нагельными срезами двух вертикальных тяжей. Последние все же включать в расчет не следует ввиду того, что их участие в работе
в. г. писчиков
не обеспечено вследствие длительного пути передачи усилия со вкладыша на вкладыш.
В фермах с деревянными стойками, имеющих промежуточные углы по фиг. 29 30, средний узел может быть выполнен согласно фиг. 56.
ГУ77Г4-
ПЛОН раскосы снятыJ Л
Фиг. 56. Средний узел нижнего пояса фермы с деревянными стойками
В этой конструкции горизонтальные цагели, связывающие раскосы и конец стойки с поясом, имеют большое значение для передачи на пояс усилия от односторонней нагрузки. Сопряжение
Фиг. 57. Средний узел нижнего пояса фермы на ножничных врубках
усилено прокладками, соединенными с поясом болтами и нагелями. Достоинством узла этого типа является хорошая центрировка усилий как при полной, так и при односторонней нагрузке.
' 5.5 1 8
Фиг. 58. Аксонометрия узла к фиг. 57
Если промежуточные узлы решены на ножничных врубках фиг. 32 34, то средний узел конструируется соответственно коньковому узлу фиг.
52 так, как это показано на фиг. 57 и 58. Примененное здесь трехбиссектрисное сопряжение имеет тот недостаток, что от односторонней нагрузки напряженный раскос передает свое усилие главным образом через нижнюю половину торца. Верхняя половина торца, поддерживаемая ненапряженным раскосом, не встречает должного сопротивления и потому должна считаться неработающей. Благодаря внецентренному действию усилия в раскосе в узле возникают дополнительные изгибающие моменты, не представляющие впрочем большой опасности ввиду наличия при односторонней нагрузке значительных запасов в сечении большинства сходящихся в узле элементов. Внецентренное сжатие раскоса, испытывающего полное расчетное усилие, тоже неопасно,
■УАУГ
ибо получающийся при этом эксцентриситет не оказывает существенного влияния на продольный изгиб раскоса из плоскости фермы. Более существенным может оказаться перенапряжение смятия по площадке опирания раскоса. Расчетное напряжение по этой площадке следует определять при односторонней нагрузке.
Если промежуточные узлы фермы решаются на гладких или зубчатых кольцевых шпонках фиг. 31, то средний узел нижнего пояса в соответствии с коньковым узлом по фиг. 53 может быть сконструирован по фиг. 59. При односторонней нагрузке в узле такого типа работает только одна из досок, составляющих стойку. Для воспринятая поперечной силы, возникающей от односторонней нагрузки, необходима связь между обеими досками проще всего осуществляемая гвоэдями через долевые нашивки, так как в кровлях с крутыми скатами поперечная сила не может быть воспринята торцами верхнего пояса черев посредство сил трения.
2 Треугольные фермы с восходящими раскосами
Фермы с восходящими раскосами фиг. 60 встречаются значительно реже, чем фермы с нисходящими раскосами. Это объясняется тем, что прикрепление растянутых элементов в дере-
Фиг. 60. Схема треугольной фермы с восходящими раскосами
вянных конструкциях значительно труднее, чем прикрепление сжатых элементов, потому вполне целесообразно делать растянутыми менее напряженные элементы решетки, т. е. стойки.
БАЛОЧНЫЕ ФЕРМЫ
263
В фермах с восходящими растянутыми раскосами наиболее употребительным типом соединений для промежуточных узлов являются гладкие и зубчатые кольцевые шпонки.
Применение гладких кольцевых шпонок для присоединения мощных растянутых раскосрв нежелательно ввиду недостаточной надежности этих соединений.
Узлы могут быть при этом сконструированы по одному из следующих основных вариантов.
1. Увлы компануются аналогично уэлу на фиг. 31 при уширенных вазорах между поясными досками фиг. 61. Растянутый раскос подбирается из одной доски и соединяется со стойкой двумя кольцами.
Фиг. 61. Нормальный узел с кольцевыми шпонками
Стойка, состоящая из двух досок, соединяется с поясом тоже двумя кольцами. Раскос может быть усилен дополнительными двумя досками, накладываемыми на пояс с обеих сторон. В треугольных фермах, имеющих пояса ив двух досок, в усилении раскоса обычно надобности не встречается.
2. Зазор между поясными досками делается равным толщине раскоса фиг. 62. Раскос соединяется парой колец непосредственно с поясом.
Фиг. 62. Узел с кольцевыми шпонками и лобовым упором стоек
Стойка опирается соответственно срезанным торцом на кромки пояса или с помощью клинчатых подушек. В том и другом случае стойка должна быть обеспечена от сдвига вдоль верХйего пояса специальными нашивками на гвовдях. При такой конструкции узловое сопряжение получается значительно более компактным. При угле наклона верхнего пояса не более 20 нашивки крепятся конструктивно без расчета. При больших углах наклона гвозди рассчитываются на избыток сдвигающей силы сверх силы трения. Узел по фиг. 62 дает значительно большую площадь опирания стойки на пояс, чем узел по фиг. 61. Кроме того и расход колец в этом случае полу
чается значительно меньше. Однако влияние усушки поясных досок на прогиб фермы в этом случае больше.
Для мощных ферм с поясами из четырех досок иногда применяется конструкция узла по фиг.
63. Средняя доска тройного раскоса заходит здесь в средний зазор пояса, две другие доски раскоса охватывают пояс с двух сторон; доски двойной стойки занимают крайние вазоры пояса. Во всех
ПЛОСКОСТЯХ СОПрИКОСНОВвНИЯ ДОСОК СТЭ.ВЯТСЯ КОЛЬ
ца. Иногда стойкам узла по фиг. 63 придается несколько иное сечение, показанное на фиг. 63 сбоку. Доски стоек утолщаются при одном и том же положении их осей, для пропуска пояса в стойках делаются соответствующие врубки. Усилие стойки передается торцами врубок на кромки поясных досок, что избавляет от необходимости
Фиг. 63. Увел мощной фермы с кольцевыми соединениями
постановки колец в плоскостях соприкосновения стоек с поясами. В результате вместо восьми колец на узел удается обойтись вдвое меньшим количеством, причем и ослабление поясных досок получается соответственно меньшим.
Следует отметить, что углы по фиг. 61 64 могут быть выполнены не только на кольцевых шпонках, но и на металлических нагелях, а узел по фиг. 62 при не слишком мощных сечениях досок даже на гвоздях. При мощных сечениях гвоздевые соединения могут быть применены только в том случае, если ферма образована путем спаривания двух легких ферм, сконструированных по типу фиг. 62. Сечение пояса получается при этом тройным, причем толщина средней ветви равна двойной толщине крайних.
Коньковые увлы конструируются всегда по одному типу верхние пояса соединяются простым торцевым упором; раскосы смещаются относительно геометрического центра узла настолько, чтобы оба сходящиеся в узле элемента могли быть прикреплены так же, как и в промежуточных узлах. На фиг. 64 показан коньковый узел фермы, имеющей промежуточные узлы по фиг. 62. Для уменьшения эксцентриситета действующих в узле усилий доски верхнего пояса стесываются сверху на некоторую высоту это понижает центр тяжести сжатых торцевых площадок верхнего пояса и приближает проходящую через этот центр линию распора к точкам пересечения оой раскосов с осями верхнего пояса. Наличие небольшого эксцентриситета в коньковом узле обычно не вызывает опасений ввиду того, что в средних панелях верхнего пояса напряжение, как правило, ниже допускаемого.
264
В. Г. ПИС.ЧИКОВ
Выступающие вверх концы раскосов обжимаются коротышами на болтах, образующими опорную площадку для конькового прогона. Поясные доски обжимаются парными накладками, соединенными с поясом при помощи колец и придающими ферме необходимую прочность при ее транспортировании и подъеме.
В фермах с углом наклона верхнего пояса не более 20 узел по фиг. 64 не внушает опасений и при одностороннем загружении фермы, так как
Фиг. 64. Коньковый увел с кольцевыми соединениями
трение, возникающее по торцам верхнего пояса, достаточно для воспринятия поперечной силы. При больших углах наклона необходимо принять особые меры против возможного сдвига обеих половин фермы по плоскости торцевого упора.
Для этого достаточно обеспечить жесткую связь поясов с накладками постановкой добавочных болтов и нагелей фиг. 65, рассчитываемых на избыток поперечной силы, или придать сопряжению поясов такую форму, которая обеспечивает передачу поперечной силы при любом загружении фермы; такая конструкция показана на фиг. 20 поясные брусья врублены взаимно вполдерева.
Фиг. 65. Коньковый узел фермы с крутыми скатами
Если промежуточные узлы фермы выполнены по фиг. 63, то коньковый узел конструируется аналогично узлу на фиг. 65, причем место отсутствующих в коньковом узле досок стоек занимают горизонтальные прокладки, соединяемые с поясами и с раскосами кольцевыми шпонками во всех плоскостях соприкасания.
Опорные узлы ферм с восходящими раскосами ничем не отличаются от опорных узлов ферм р нисходящими раскосами см. выше.
3 Треугольные фермы с переменным направлением раскосов
Преимущество ферм с переменным направлением раскосов перед фермами с раскосной решеткой заключается главным образом в том, что благодаря двойной Длине панелей нижнего пояса
фиг. 66 в этих фермах можно назначать раздвинутые стыки, позволяющие иногда сократить общее число стыков.
Кроме того в фермах с переменным направлением раскосов количество сильно напряженных элементов решетки почти вдвое меньше, чем в раскосных фермах, что повышает жесткость фермы и улучшает ее внешний вид.
Фиг. 66. Схема треугольной фермы с переменным направлением раскосов
Как правило, в треугольных фермах с переменным направлением раскосов применяются узловые соединения на гладких или зубчатых кольцевых шпонках, соединения же на ножничных врубках не годятся; соединения с вкладышами по типу фиг. 29 хотя и возможны, но обычно получаются неудачными.
Узлы на кольцевых шпонках конструируются по типам фиг. 61 и 63, пригодным при любых углах наклона сопрягаемых элементов решетки. Крепление вспомогательных стоек, несущих местную нагрузку, к поясам может быть осуществлено по типу фиг. 62.
Выше, на фиг. 13 17, изображены детали треугольной фермы с переменным направлением раскосов и местной загрузкой поясов при неравных панелях. Принцип конструирования узлов, положенный в основу решения этой фермы, дает удачную конструкцию и для ферм с переменным направлением раскосов, имеющих восемь панелей, при угле наклона верхнего пояса около 20 фиг. 67.
Фиг. 67. Схема треугольной фермы, с переменным направлением раскосов и взаимным их пересечением под углом, близким к 90
Если по нижнему поясу фермы назначить по две полуторных панели от опор, а высоту фермы
принять равной h фиг. 67, то оба сжатых элемента решетки будут примыкать к обоим растянутым элементам под углом в 90. Конструкция промежуточных узлов 2, 5, 6 такой фермы может быть осуществлена по фиг. 68 решетка показана из двух досок, пояс из трех. Та же конструкция может быть применена для поясов ив двух, четырех и более досок. Сжатые раскосы упираются торцами в кромки растянутых раскосов. Последние крепятся к поясу с помощью кольцевых шпонок, нагелей, иногда гвоздей. На соединениях того же типа решается и узел 1. Ферма по типу фиг. 67 может быть применена
не только прг высоте h , но и при
большей или же меньшей высоте, причем угол между сжатыми и растянутыми элементами может
БАЛОЧНЫЕ ФЕРМЫ
и не равняться 90, а быть заданным в пределах от 75 до 105 без какого-либо специального усиления против сдвига упорных площадок раскосов.
В зависимости от того, сколько панелей имеет данная ферма, а также в зависимости от направления первого раскоса получается та или' иная схема конькового уела. Конструкция конькового узла в зависимости от его схемы может
быть назначена либо по фиг. 51 и 53 с нижними углами средней стойки по фиг. 56 и 59 либо при отсутствии средней стойки по фиг. 64 и 65.
Опорные узлы ферм с переменным направлением раскосов конструируются так же, как и опорные узлы раскосных ферм с аналогйчными сечениями поясов фиг. 40 48.
4 Фермы типа Полонсо
Ферма Полонсо фиг. 127 135 состоит из двух треугольных опрокинутых ферм, соединенных за средние узлы горизонтальной ватяжкой. Каждая из составляющих ферму Полонсо треугольных ферм может иметь различное очертание решетки. Обычно решетка образуется путем последовательного назначения шпренгелей, причем получаются фермы в четыре, восемь и шестнадцать панелей фиг. 127, 132, 133, 131, 135 или каждая из половин фермы Полонсо представляет собою опрокинутую треугольную ферму с нисходящими раскосами фиг. 129 и 130.
Эти схемы соответствуют растяжению в раскосах и сжатию в стойках фермы при любом расположении нагрузки.
Узлы ферм Полонсо конструируются обычно по типу фиг. 62 с соединениями на кольцах или на нагелях.
Ввиду большой разницы в- усилиях однотипных элементов ферм Полонсо невыгодно назначать одинаковые сечения для симметричных элементов каждой из половин фермы. Поэтому в некоторых случаях приходится применять составные элементы, имеющие с одного конца на одну доску менее, чем с другого. Например в ферме по фиг. 127 или 128 пролетом в 20 м сечения подобраны следующим образом: верхний пояс и элементы иг и U2 нижнего пояса состоят из трех досок, элементы Dlt U3, Ui и U6 из двух досок. Все эти элементы взаимно пересекаются так, что доски одного элемента заходят в вазоры встречного. Элемент D2 приходится у верхнего пояса назначать из двух досок и далее в. сопряжении с элементами Uz Z74 перейти нф. одну доску.
Узлы ферм Полонсо, в которых у верхнего пояса пересекаются по два раскоса, решаются обычно путем эксцентричного прикрепления рас
косов. При желании избегнуть вредного влияния эксцентричного присоединения раскосов можно применить двойную стойку фиг. 59.
В фермах Полонсо с крутыми скатами фиг. 132 135 коньковый узел удобнее всего решается путем сопряжения поясных досок вполдерева аналогично фиг. 20.
Затяжка в этих фермах проще всего присоединяется к узлам с помощью парных накладок на узел. Если например в ферме по фиг. 133 элемент U.4 состоит из трех досок, а элемент Ua из двух досок, затяжка может быть выполнена из двух досок, охватывающих узел и прикрепляемых к доскам элемента Uz двумя кольцами.
Опорные узлы этих ферм ввиду наклонного положения нижнего пояса проще всего конструируются по фиг. 42. Иногда узел может быть решен Фо фиг. 39, в этом случае ферма опирается на подушку соответственно скошенными торцами досок верхнего пояса.
5 Примеры ферм треугольного очертания
1 Треугольная ферма пролетом
21л1 с нисходящими раскосами и узловыми соединениями на ножничных врубках фиг. 69 74 является почти
безметальной. Несущими связями той фермы служат дубовые нагели. Болты в количестве 3 от веса фермы выполняют роль вспомогательных связей.
Соединение ветвей сжатых элементов фермы, обеспечивающее их устойчивость, осуществлено тоже на дубовых нагелях.
Мундштуки раскосов, имеющие толщину 50 мм, врубаются в промежуточных узлах фермы на 25 мм в стойку и на 25 мм в пояс фиг. 70 и 71.
Опорный узел фермы фиг. 72 сконструирован на щековой врубке с применением накладок и прокладок одинаковых размеров.
Коньковый узел фиг. 73 решен трехлобовой врубкой и скреплен вспомогательными накладками на болтах и нагелях.
Средний узел нижнего пояса фиг. 74 решен аналогично коньковому узлу трехлобовым сопряжением раскосов и стойки. Короткие прокладки нижнего пояса на болтах играют вспомогательную роль, включаясь в работу при наличии на ферме односторонней снеговой нагрузки.
Ферма рассчитана на узловую нагрузку 2 320 кг и имеет коэфициент собственного веса ксв 4,24.
Основной недостаток фермы сложность изготовления ножничных врубок, требующих большой аккуратности и точности.
2 Ферма с восходящими раскосами пролетом 11,78 м, несущая нагрузку от кровли и подвесного потолка2, имеет в узлах гвоздевые сопряжения фиг. 75 79.
Стойки входят внутрь поясов, расйосы охватывают пояса снаружи.
Прогоны кровли опираются на специальные накладки фиг. 76, прибитые гвоздями к стойкам.
Прогоны потолка подвешены к нижнему поясу фермы на металлических хомутах фиг. 77.
Опорный узел фиг. 78 имеет щековую врубку обычного типа. Хвост врубки недоста-
1 Проектировка ЦНИПС.
2 Проектировка Промстройпроекта.
Вес дерева 1 600 кг.
Вес металла 47 пг 3.
266
В. Г. ПИСЧИКОВ
Фиг. 69. Треугольная ферма на ножничных врубках проект ЦНИПС
БАЛОЧНЫЕ ФЕРМЫ
267
г
, ■ ■ -д 2.5l4
u.
И
ш
1 1 1 I Jj I 1 1 I
l H1
4
to 1, l ri
' U
i hi i i i
S V
t ;i it’ ii ild И i1 1 hi 1 1 M-
Узел 1
Фиг. 70. Узел верхнего пояса фермы к фиг. 69
Увел 4
Разрез а-6
Фиг. 71. Узел и стык нижнего пояса фермы к фиг. 69
Узел 3
болт ф 12,5
Разрез о-в
ДубоОые нагели ф.Ж d-260
Разрез в-г
18 1
f
J 1
rf 1 '
1
1 i “r“i
- 1
.
t в
г
f“4'
и
1
_L 1 1.
опты ф 12.5
Фиг. 73. Коньковый узел фермы к фиг. 691
268
В. Г. писчиков
Фиг. 74. Средний узел нижнего пояса фермы Фиг. 75. Треугольная ферма с восходящими раскосами проектировка Промстройпроекта к фиг. 69
Деталь подвески нижних прогонов
БАЛОЧНЫЕ ФЕРМЫ
209
1J 1
1
fun
1
О
СО
I
Г
о
1 1 7-di
и- г
оЗ
О
Й ю
О
Н.
I
Й ft w
n 3
И
о
о
о
н
оЗ
в
со
р
о
Рч
о
п
о
к
К
О
к
со
D
Р4
СО
оЗ
Рч
р
D
0с
В
D
СО
Я
О
к
л
И
О
W
оа
1
Ен
N
©
1
г' V '
ч
Сн
н
О
Я
Я
р
D
0
св
О
К
04
а
о
с
CD
W
5
к
id
В
D
СО
1
С-.
a
е
Рч
1st
0
А
О
о
в
D
СО
9
Р
О
И
О
Рн
к
©
3
£
ft
а
8
ct
о
W
о
11
РцЮ
а
W
Й
So
S
со
со
с-
К
©
270
В. Г. писчиков
БАЛОЧНЫЕ ФЕРМЫ
271
точно обжат всего лишь одним болтом, к тому же поставленным слишком близко к центру узла.
В коньковом узле усилие верхних поясов передается с двух поясных досок на средние про; л
. е раскосы фермы состоят из одной доски фиг. 81, стойки из двух досок, охватывающих доску раскоса. Решетка входит в зазор между поясными досками. Конструкция фермы является типичной для узловых сопряжений на гладкой кольцевой шпонке.
Опорный узел фермы фиг. 82 решен на обычной щековой врубке с приме-
ф Гвозди 64-200 8‘6‘6
00 1L 00.
т :::::: ; i; I
i
' га, ,J::
w
Ю
etii ;‘_Tlv: i i: r.x:: i
Г” зВЯ::
ir
- - Л Jl jL
V v v 92 Фиг. 81. Увел и стык нижнего пояса фермы к фиг. 80
Фиг. 83. Коньковый узел фермы к фиг. 80
кладки фиг. 79, сопрягающиеся между собой торцевым упором. Раскосы тоже имеют промежуточный стык, в котором происходит передача усилия на пару сближенных досок, обжимаемых угловыми накладками.
нением добавочной неработающей прокладки ввиду значительной ширины зазора между ветвями нижнего пояса.
Коньковый узел имеет обычное нецентрированное прикрепление раскосов фиг. 83. Для обеспе-
План Ьерхний пояс снят
r7 ■ ■ П l 1'
- у icsa 1
0
; ' У - '
LO
S
' ::
to
0
1 1 1 ; -л£
Ш
1
CnJ
St :: ao
'sx У v v u -Az -J
Б.фЬ
Фиг. 82; Опорный увел фермы к фи; 80
з Ферма в восходящим и раскосами пролетом 20 м имеет узловые сопряжения на гладких кольцевых шпонках фиг. 80 83 1. '
1 Проектировка ЦНИПС.
чения узла против сдвига торцов верхнего пояса по плоскости их соприкасания в узле кроме болтов но' осям шпонок поставлены еще два дополнительных болта.
Кроме основного недостатка применения гладких кольцевых шпонок ферма имеет конструк-
272
в. г. писчиков
Фиг. 85. Узел 4 и стык нижнего пояса фермы к фиг. 84 Фиг. 86. Узел 5 н стык нижнего пояса фермы Фиг. 87. Узел 2 верхнего пояса фермы к фиг. 84
к фиг. 84.
БАЛОЧНЫЕ ФЕРМЫ 273
Прокладки 24x62 Накладки 24 х 5 2 Нижний пояс разрез по оси J
Фиг. 90. Ферма Полонсо на зубчато-кольцевых шпонках студенческий проект, переработанный ЦНИПС
274
В. Г. ПИСЧИКОВ
тивный дефект нераздвинутый стык нижнего пояса в середине пролета.
4 Ферма с переменным направлением раскосов пролетом 25 м фиг. 84 89 1 имеет узловые и стыковые соединения на зубчато-кольцевых шпонках.
Пояса состоят из четырех досок. В середине пролета фермы устроен раздвинутый стык нижнего пояса, где его сечение переходит с четырех досок на три.
В промежуточных узлах фермы фиг. 85 87 в каждый из зазоров пояса входит одна доска решетки и прикрепляется к поясу двумя кольцами.
В узле 5 фиг. 86 нижнего пояса стойка иэ двух досок передает усилие на узел лобовым упором четырех накладок в кромку поясных досок.
Опорный узел фиг. 88 решен биссектрисным сопряжением со вкладышами из сосны, прикрепленными тоже на кольцах.
В коньковом узле фиг. 89 обе половины фермы соединяются двумя прокладками, расположенными в зазорах между поясными досками.
Зубчато-кольцевые шпонки использованы в ферме как универсальное соединительное средство в узлах, в стыках и в прокладках верхнего пояса, обеспечивающих его устойчивость.
Ферма несет расчетную нагрузку 3 600 кг на узел и, будучи запроектированной иэ воздувдносухого леса, имеет коэфициент собственного веса kee 4,15.
5 Ферма типа Полонсо пролетом 21 м фиг. 90 имеет узловые сопряжения на зубчато-кольцевых шпонках f.
Пояса фермы сконструированы ив трех досок. Верхний пояс имеет сплошные прокладки на длине двух панелей. Раскосы состоят из двух досок, стойки Уг и V2 иэ пакета в пять досок, стойка F3 из пакета в три доски. Элементы Z73, U4 и UB фиг. 127 как и раскосы, состоят из двух досок.
Все уели фермы центрированы кроме узлов верхнего пояса в середине и в четвертях пролета.
Раскосы присоединяются к поясам кольцами, стойки передают на узлы усилия торцевым упором. Для присоединения раскоса Dz к элементам U з и U4 в раскосе сделан стык с переходом сечения с двух досок на три.
В опорном узле запроектирована совместная работа зубчато-кольцевых шпонок и трубчатых нагелей малого диаметра, присоединяющих упорные вкладыши к накладкам и прокладкам опорного узла.
Ферма несет расчетную нагрузку 2 625 кг на узел и, будучи запроектированной из воздушносухого леса, имеет коэфициент собственного веса kee 3,55.
3. Фермы с параллельными поясами. Двускатные фермы с пологими скатами
Фермы с параллельными поясами характеризуются значительными усилиями в элементах решетки ближайших к опорам панелей и незначительными усилиями в элементах поясов тех же панелей. Опорные узлы имеют значительный угол при сравнительно небольших усилиях в сходящихся в уэле элементах поясов. Двускатные
1 Проектировка ЦНИПС.
Студенческий проект, доработанный ЦНИПС.
фермы с пологими скатами 5 10 мало отличаются от ферм с параллельными поясами. Двускатные фермы с крутыми скатами 20 25 занимают ' промежуточное положение между треугольными фермами и фермами с параллельными поясами
Все эти фермы имеют в конструктивном отношении много общего с рассмотренными выше треугольными фермами.
1 Фермы с восходящими раскосами
Если стойки назначены из круглого железа, то промежуточные узлы таких ферм решаются обычно трехбиссектрисным сопряжением с дубовыми вкладышами фиг. 27. Узел верхнего пояса, в котором сходится первый наиболее напряженный раскос с наиболее напряженной стойкой, конструируется по тому же принципу, как и остальные промежуточные узлы фиг. 91 В этом случае опорный узел не составляет исключения и конструируется также трехбиссектрисным сопряжением по фиг. 42.
- Г v
J
.-ф- ' j Hs
V 1Г ■
-Ф:
Накладки
Вкладыш
ШОеллер Вкладыш
jПрокладки
Фиг. 91. Крайний узел верхнего пояса фермы с параллельными поясами
Средний узел верхнего пояса выполняется аналогично узлу на фиг. 54. Если верхний пояс имеет пологий двускатный профиль угол ската не превышает 5, то в этом узле делается лобовой стык, обжимаемый с обеих сторон короткими накладками на болтах фиг. 49. При более крутых скатах, даже при тяжелой постоянной нагрузке, в средних раскосах могут появиться растягивающие усилия, для воспринятия которых данная конструкция не приспособлена. Ввиду особой ’опасности разрушения подобных ферм от односторонней нагрузки всегда следует производить поверку усилий в средних элементах решетки и требовать, чтобы даже от полуторной временной нагрузки в самом невыгодном по линиям влияния положении в раскосах не возникало растягивающих усилий, в противном случае необходимо снабдить средние панели фермы перекрестными диагоналями или обеспечить воспринятие как раскосами, так и стойками возможных отрицательных усилий.
Если стойки фермы назначены деревянными, то промежуточные узлы могут быть сконструиро-
БАЛОЧНЫЕ ФЕРМЫ
275
ваны либо на вкладышах с нагелями по фиг. 29 и 30 либо на вкладышах с гладкими или, что значительно надежнее, вубчато-кольцевымичшпонками по фиг 92.
По 2 ф 160
риг. 92. Трехлобовое сопряжение с вкладышами на гладко-кольцевых шпонках
Опорные узлы конструируются либо с биссектрисным сопряжением по фиг. 42 с биссектрисным сопряжением по фиг. 93.
трех-
либо
на фиг. 31 с сопряжением на’кольцах или на нагелях из болтового железа. Это сопряжение весьма желательно, так как оно не только дает про стое соединение слабо напряженных элементов решетки, но и обеспечивает воспринятие отрицательных усилий в раскосах и стойках при односторонней нагрузке. На участке с сильно напряженной решеткой ближе к опорам фермы сопряжения делаются более мощными со вкладышами из сосны или дуба по фиг. 92 или 30. Оба указанные узловые сопряжения требуют вполне однотипного поперечного сечения поясов, что вполне оправдывает их совместное применение для одной фермы. В фермах с восходящими раскосами и деревянными стойками применимы также йожничные врубки; сопряжения по типу фиг. 31 35 являются в данном случае типовыми. Слабо напряженные элементы решетки ввиду возможности знакопеременного усилия должны крепиться к поясам не ножничной врубкой, а как либо иначе, например с помощью нагелей фиг. 94.
Опорные узлы этих ферм, так же как и промежуточные, могут быть сконструированы тоже на ножничных врубках, например по фиг. 95. В изображенном узле сильно напряженный раскос соединен с поясом и опорным вкладышем с помощью дубовых мундштуков.
2 Фермы с нисходящими раскосами
Фермы этого типа с металлическими раскосами применяются нередко в качестве светопрозрачных ферм, т. е. таких, которые в минимальной степени затемняют световые проемы.
Узлы таких ферм решаются обычным для ферм с тяжами способом трехбиссектрисным сопряжением с дубовыми или сосновыми вкладышами фиг. 96, стр. 276. Необходимо обращать внимание на постановку по концам тяжей достаточно мощных шайб, чтобы почти вся торцевая площадка вкладыша воспринимала давление от гайки раскоса фиг. 96.
В двух панелях у середины пролета необходимо ставить перекрестные диагонали на случай одностороннего действия временной нагрузки. Крепление этих добавочных тяжей может быть осуществлено различно. Например в ферме с X узлами по фиг. 96 тяжи могут быть пропущены через среднюю доску, пояса и закреплены с помощью подкладки пунктир на фиг. 96.
Фермы с нисходящими раскосами могут быть запроектированы также и с деревянными раскосами. Узлы таких ферм конструируются либо с кольцевыми соединениями фиг. 61 или 62 либо с дубовыми или сосновыми вкладышами фиг. 29, 30.
При конструировании узлов ферм с восходя- В экономическом отношении фермы с нисходящими раскосами и деревянными стойками имеет щими раскосами стоят ниже ферм с восходящими смысл слабо напряженные элементы решетки у раскосами, почему и находят лишь ограниченное середины пролета фермы соединять по типу узла применение.
18
Лубовая подкладке 2 слоя пергамина
План ниЖнего пояса верхний пояс снят
со
S 11
т. m
1' и ■
. 'J „ 1
1
N
1
I
1
,i
с-и-1
1
1
1
1
1
со
JL
1 и“Г.
W чг - “ -
Фиг. 93. Опорный узел фермы с параллельным поясами
276
В. Г. ПИСЧИКОВ
Фиг. 94. Соединение с поясами слабо напряженных элементов решетки в фермах с параллельными поясами
3 Фермы с переменным направлением раскосов
В этих фермах вся решетка делается обычно ив дерева, причем первый раскос назначается восходящим, т. е. сжагым.
При наклоне раскосов около 45 узлы конструируются по фиг. 68, причем у середины прилета сжатые раскосы могут быть усилены парными
Фиг. 96. Узловое сопряжение с вкладышами
досками, охватывающими пояс и прикрепленными к нему на кольцах или на нагелях. Это крепление можно рассчитывать только на растягивающие усилия. Возможно и иное решение раскосов, при котором назначаются только охватывающие пояс доски, долженствующие воспринимать усилия обоего энака.
При переменном направлении раскосов возможно также применение уэлов с вкладышами по типу фиг. 97.
Разрез по а-6
r-20-n
Фиг. 95. Опорный узел на ножничной врубке
Фиг. 97. Трехбиссектрисное узловое сопряжение в фермах с переменным направлением раскосов
Неплохая конструкция мощных двускатных ферм с уклоном верхнего пояса в 10 и развитых сечениях элементов получается при простых соединениях на кольцевых шпонках во всех узлах по фиг. 63. Промежуточный увел такой фермы пролетом 25 м на зубчато-кольцевых шпонках изображен на фиг. 98, опорный узел этой фермы фиг. 99 благодаря сравнительно небольшим усилиям в соединяемых на опоре элементах удалось сконструировать простейшим соединением на зубчато-кольцевых шпонках.
Первый от опоры узел верхнего пояса фиг. 100 решен с применением вкладышей, присоединенных к растянутому раскосу также вубчато-кольцевуми шпонками. Все растянутые раскосы этой фермы назначены ив двух досок, все сжатые раскосы, в том числе и слабо напряженные раскосы у середины пролета, из трех до
БАЛОЧНЫЕ ФЕРМЫ
278
в, г. писчиков
Фиг. 102. Ферма с восходящими раскосами проект ЦНИПС
БАЛОЧНЫЕ ФЕРМЫ
279
сок. Соединение этих раскосов с поясом в' коньковом узле показано на фиг. 101. Две горизонтальные прокладки, каждая из которых соединена с поясняй досками восемью кольцевыми шпонками, обеспечивают не только прочность узла, но и ’ возможность передачи через него поперечной силы, превосходящей силу трения, развиваемую по сжатым торцам верхнего пояса.
Трубчатые нагдпид 20,5 100
бы надежнее поставить в каждом узле не один, а два обрезка швеллера хотя бы меньшего профиля, но направленных вдоль торца вкладышей полками вниэ.
Шбеллер N14
Болты ф 19
болты ф 19
r
’ i
Ito 1
1
г-'s ■ 11
1 i
i
ц n :
' i
to
1 ii 1
zt
i 1
i
j i
1
®M -1
i i
' ll
f
t ♦
I- -44. J
i i1'
Wr ,r. 4. -U
Ti
1 IT i ii
M i
j 1
t
;” ‘ ' 1
Г ¥ ll
. i i
CO
p r
1 ::
1 li t 1 j U L J
i
1.
■ i 1 ' ®.
i
l
: : a '
T t
: :: li
i 1
Фиг. 103. Узел и стык нижнего пояса фермы к фиг. 102
Фиг. 104. Крайний узел верхнего пояса фермы к фиг. 102
I 26 I
Трубчатые,
нагели ф 16,5 р
P
D
Ii ■ '“it
□
□
EjC
II. i l 1 :
г
9
■-т
И
Фиг. 105. Опорный узел фермы к фиг. 102
4 Примеры ферм е параллельными поясами, ферм односкатных и двускатных
а Ферма с параллельными поясами и восходящими раскосами пролетом 17 м фиг. 102 106 несет нагрузку по
5 680 кг на верхний узел и по 4 260 кг на нижний.
Большая нагрузка обусловила применение металлических растянутых стоек. Конструктивно ферма является спаренной из двух одинаковых ферм. В середине пролета нижний пояс фермы имеет раздвинутый стык.
В узлах фермы применены трехбиссектрисные сопряжения с дубовыми вкладышами фиг. 103 106. Вкладыши присоединены к поясам трубчатыми нагелями небольшого диаметра.
Передача усилия с тяжей на вкладыши осуществляется обрезками швеллеров. Ввиду малой высоты этих вкладышей в узлах верхнего пояса фиг. 104 и 106 можно опасаться скалывания краев вкладыша, не обжатых швеллёром. Было
Шеллер N14
болты ф 19
1 ф ф 1
У У i l
I
' J. J 1
4
:: -Ц
t’ii Ш
а :: ii
С
u
Э
■
' 1 :
I' IT
i i:
3 ji j: ®
1
л a ■ ' I i
“ ФфТ
Фиг. 106. Коньковый узел фермы к фиг. 102
Схема фермы
Обозначения Длины
Вес дерева 2 881 550 1 586 кг. Вес желева 435 кг 27,5.
Ке.в 3,49.
Фиг. 107. Светопроврачная ферма проект ЦНИПС
БАЛОЧНЫЕ ФЕРМЫ
281
Ферма является весьма легкой сс в 2,22. Большой расход металла 20,4 объясняется наличием металлических стоек.
б Ферма спараллельнымипоясами и нисходящими металлическими раскосами пролетом 18 м фиг. 107 112 1 является так называемой светопрозрачной фермой и. находит применение при ее расположении вблизи световых плоскостей.
J болт ф 12 I Гбозди ф S. t-ttOi
1 _.
Аопты 16 Металлические naienu ф 16
L 80x40x8'
Вид снизу
, v Я Т и v 5 Т - 11
U
ii
1 ■ ® 1 М 5 ; : 4 11
f 1
У ii ii ii 1 U П -'а
, ц
rS
''m , m ■ ur ,i
осадить do ф 37
Фиг. 108. Узел и стык нижнего пояса фермы к фиг. 107
Узлы фермы имеют трехбиссектрисные сопряжения с прикреплением сосновых вкладышей с помощью металлических нагелей иэ круглого железа. Сильно напряженные стойки являются монолитными и снабжены по концам парными мундштуками.
Узлы фермы фиг. 108 112 имеют конструкцию, обычную для этого типа сопряжений.
0х408
болты ф 16
0
Пв
щ
Фиг. 109. Крайний увел верхнего пояса фермы к фиг. 107
Ферма несет нагрузку 1 790 кг на каждый увел и имеет коэфициент собственного веса kCt в 3,49. Высокий расход металла 27,5 объясняется исключительно наличием металлических раскосов.
в Односкатная ферма пролетом 19 л имеет узловые сопряжения на гладко-кольцевых шпонках фиг. 113 и переменное направление раскосов.
Фиг. 110. Средний узел нижнего пояса фермы к фиг. 107
В первых от опоры узлах верхнего и нижнего пояса, где сходятся сильно напряженные раскосы, соединение элементов фермы осуществлено
Вид снизу
ШаибыМ 0x808
с '
МР rf ма 1 I
1 1йНа1
М 1 '
L- ,
8
J 1 ® Si
1
t лт
Н 1
7 W Ч
Ьр -1
нарезные концы рдскособ осадить доф 22
Фиг. 111. Опорный узел фермы к фиг. 107
трехлобовыми сопряжениями. Сосновые упорные вкладыши соединяются с раскосами и поясами гладко-кольцевыми шпонками
болта't 6
L
ролт 012 noe
4
-14-
basdu fl. t-IIO
Ид -i
Фиг. 112. Средний узел верхнего пояса фермы к фиг. 107
В пределах среднего участка фермы доски нижнего пояса сближены и допущено внецентренное прикрепление раскосов в среднем уэле нижнего пояса.
1 Проектировка ЦИИПС.
2 Проентировка Моспроекта.
План берхнего пояса
180
1W
ГГ Ж :
' ф ill ■ iti.-.м.:
■' in' гчйсг-.
■ф-
f
L 94 1
iff у -V- 'у c_j- ■
1 80' 72 -22-22
_ 7Б0 : ь ' -j
79 1 ■ 7fi0 -‘V w y - ' 27' 54-И5-
Все болты ф 16
Й. 180 j 2327 НижниО пояс fjmps tso оси
Фиг. 113. Односкатная ферма проектировка Моспроекта
А Ш-
бертняо
2 ф 200
6x25x98
160
ю
Оо
СлЭ
БАЛОЧНЫЕ ФЕРМЫ
284
В. Г. ПИСЧИКОВ
Стойки имеют торцевые упоры в кромку нижнего пояса и кольцевые сопряжения с верхним поясом.
Опорйые у8лы решены биссектрисным сопряжением с применением дубовых упорных вкладышей. Биссектрисное сопряжение применено здесь неудачно ввиду большого угла наклона раскоса к поясу. Наличие дубовых вкладышей вполне допускало применение сопряжения, ортогонального к раскосу.
Нецентрированный узел также должен быть отнесен к недостаткам данной фермы.
Однако основным пороком этой фермы является не вызываемое необходимостью применение увловых сопряжений на гладко-кольцевых шпонках, особенно нежелательных в присоединениях мощных растянутых раскосов. Надежность фермы в целом обеспечена недостаточно.
г Двускатная ферма 1 пролетом 20,32 м с восходящими раскосами фиг. 114 имеет узловые и стыковые сопряжения на гладко-кольцевых шпонках.
Большинство узлов решено трехбиссектрисиым сопряжением с вкладышами, присоединенными на кольцевых шпонках.
Средние панели верхнего пояса имеют сплошные прокладки во всю длину панели.
В стыках нижнего пояса стыковые прокладки сделаны вдвое длиннее стыковых накладок и имеют по два кольца на конец. Таким образом в месте наибольшего ослабления поясных досок кольцами с обеих сторон поясные доски несут только 2з от расчетного усилия. Это позволяет считать двустороннее ослабление досок неопасным для целости конструкции.
Основной недостаток этой фермы тот же, что и предыдущей.
4. Многоугольные фермы сегментного очертания
Простота конструкции сегментных ферм объясняется тем, что благодаря их криволинейному очертанию в элементах решетки возникают лишь незначительные усилия, позволяющие прикреплять их к поясу без центрировки в узле. Если отказаться от изготовления криволинейного пояса ив пакета гнутых брусков и придать ферме многоугольное ломаное очертание, вписанное в окружность или параболу, то получится многоугольная ферма сегментного очертания, могущая в некоторых случаях конкурировать с сегментной фермой, имеющей гнутый пояс.
1 Фермы е трапециевидным фонарем
Наличие на сегментной ферме трапециевидного фонаря превращает изогнутое очертание ее верхнего пояса иэ достоинства в недостаток. Для уменьшения происходящих от кривизны пояса изгибающих моментов ферма иногда снабжается дополнительной шпренгельной решеткой, что все же не избавляет от необходимости соединять бруски верхнего пояса солидным гвоздевым вабоем.
Ферма с ломаным верхним поясом по типу фиг. 115 119 2 получается экономичнее соответствующей сегментной фермы. Верхнему поясу такой
1 ГГроектиропка Моспроекта.
1 Предложена автором.
фермы выгодно придать сечение иэ бруса с двумя дощатыми нашивками фиг. 116. В пересечении пояса с раскосами и стойками в брусе выбираются соответствующие пазы для пропуска досок раскосов и стоек. Узлы верхнего пояса решаются по типу фиг. 116, опорные узлы так же, как и в сегментных фермах.
Фиг. 115. Схема многоугольной фермы с переломами в узлах стоек
Схема фермы по фиг. 115 имеет тот недостаток, что по нижнему поясу приходится делать много стыков. Если направление раскосов переменить на обратное, то получится схема фиг. 117, дающая возможность применить раздвинутые стыки и сократить их число с четырех до двух на ферму.
Разрез по а-б-б
А
т г
4-4. 1.
теЩзг
Фиг. 116. Узел верхнего пояса фермы к фиг. 115
По схеме фиг. 117 переломы верхнего пояса приходятся на узлы, содержащие раскосы. Эти узлы конструируются аналогично предыдущим по фиг. 118. Особенностью этих узлов является необходимость обеспечить в узле передачу поперечной силы, имеющей место главным образом
Фиг. 117. Схема многоугольной фермы с переломами в узлах раскосов.
при односторонней нагрузке. Проще всего эта вадача решается путем нашивки на стойку сверху и сниэу коротышей, упертых в кромки поясных досок и соединенных со стойкой гвоздями и болтами.
БАЛОЧНЫЕ ФЕРМЫ
Сопряжение стоек с верхним поясом делается в этом случае торцевым упором досок стоек в кромки поясных брусьев, крепление их может быть осуществлено по фиг. 119 с помощью болта и двух коротышей, к которым концы стоек прибиваются несколькими гвоздями уже после того, как коротыши посажены на болт. Благодаря
Фиг. 118. Узел верхнего пояса фермы к фиг. 117
такому соединению пояс не ослабляется в середине его рабочей длины между узлами перелома, что позволяет при расчете нй продольный изгиб включать средний брус в рабочее сечение элемента.
При сравнении многоугольных ферм с сегментными фермами с гнутым поясом необходимо учесть, что в противовес логической целесообразности и экономичности ферм с ломаным поясом фермы
Фиг. 119. Узел верхнего пояса фермы к фиг. 117
с гнутым поясом обладают другим большим достоинством монолитностью, значительно облегчающей маневрирование при их подъеме, а установке ферм на место. Поэтому предпочтительность ферм того или иного типа до настоящего времени является спорной.
2 Фермы под односкатную кровлю
Односкатные фермы по схеме фиг. 120 1 являются опрокинутыми многоугольными фермами сегментного очертания. Ломаный пояс может быть вписан в параболу или в окружность.
1 Предложены инж. Загряжским А. А.
В каждом переломе нижнего пояса фермы должен быть сделан стык накладками и прокладками, к которым крепятся элементы решетки фиг. 121. Гвоэдевое или нагельное соединение накладок и прокладок с поясными досками дол-
Фиг. 120. Схема опрокинутой многоугольной фермы.
жно быть рассчитано кроме усилия в нижнем поясе еще и на поперечную силу от одностороннего вагружения фермы. Шаг нагелей желательно против показанного на фиг. 121 несколько увеличить.
Фиг. 121. Узел и стык нижнего пояса фермы к фиг. 120
Опорный узел такой фермы обычно удается решить простым нагельным сопряжением досок фиг. 122.
Сравнение опрокинутых многоугольных ферм с сегментными фермами с надстройкой показывает большую экономичность опрокинутых ферм, доходящую до 30 стоимости фермы.
А -Г Я 26с D- -
Фиг. 122. Опорный узел фермы к фиг. 120
Можно ожидать, что в дальнейшем опрокинутые многоугольные фермы получат некоторое распространение для односкатных покрытий промзданий вэамен применяемых в настоящее время сегментных ферм с надстройкой.
286
В. Г. ПИСЧИКОВ
5. Усилия в стержнях балочных ферм
Таблица 1
Усилия в стержнях треугольных ферм о нисходящими раскосами от единичной нагрузки во всех узлах фермы
Угол на опрре а 20 i -1 Ь,4У
элементы
число панелей в ферме п
п У
п 8
п 10
Угол на опоре а 30 37 j
элементы
число панелей в ферме п
п 4
п 6
п 10
Ох
02
03
04
05
4,38
2,92
7,31
5,85
4,39
10,23 ■ 8,7Г 7,31 5,85
13,15 -11,69
10,23
- 8,77
- 7,31
U1
и2
Uz
14
и5
4,12 4,12
6,86 6,86 М9
9,60
9,ь0
8,23
6,Ь6
12.34 12.34 10,97 9,60 8,23
Уг
V2
V3
V4
Vs
Dx
Я
D4
1,00
0,50 2,00
1,46
1,46
1,70
0,50
1,00
3,00
-J'' 0,50 ■j 1,00 3,50 4,00
1,46
1,70
2,04
1,46
1,70
2,04
2,43
Примечание. При нагрузке понизу к усилиям во всех стойках добавляется 1.
Ох
04
06
3,00 ■ 2,00
5.00 4,00
3.00
- 7,00
6,00
5,00
4,00
9,00
8,00
- 7,00 -6,00
- 5,00
иг
Vi
U3
Ut
и
2,60 2,60
4,33 4,33 3,46
6,06 6,06 5,ао 4,33
7,79 7,79 6,92 6,06 5.20
Vi
V2
V3
V4
V5
1,00
D 1 Z2 Da Dt
- 1,00
0,50 2,00
0,50 1,00 3,00
0,50 1,00 1,50 4,00
1,00 - 1,32
1,00
,за
1,73
1,00
1,32
1,73
2,18
'У'й,
i
Р
Р
у.
pJxA
А V
К h 1
Vi 1
1j V,
Таблица 2
ной нагрузки во всех узлах фермы
Фиг. 124. Схема фермы
Угол на опоре о 20 i
-£
Угол на опоре а 30е
число панелей в ферме n
число панелей в ферме п
элементы
элементы
n 4
n 6
n 8
n 10
п 4
п 6
п 8
71 10
Oi
4,38
- 7,31
- 10,23
13,15
Oi
3,00
- 5,00
- 7,00
9,00
02
-4,38
7,31
10,23
-13,15
Oa
-3,00
- 5,00
7,00
9,00
Оз
-5,85
8,77
11,69
Os
4,00.
6,00
8,00
04
7,31
- 10,23
Ot
5,00
7,00
Ов
8,77
06
- 6,00
Ui
4,12
6,86
9,60
12,34
Ui
2,60
4,33
6,06
7,79
иг
2,75
5,49
8,23
10,97
uz
1.74
3,46
5,20
6,92
и3
4,12
6,86
9,60
U3
2,60
4,33
6,06
ut
5,49
8,23
3,46
5,20
Us
6,86
Us
4,33
Vi
-1,00
-1,00
1 - 1,00
- 1,00
Vi
- 1,00
- 1,00
- 1,00.
1,00
v2
0
-1,50
1,50
1,50
V2
0
-1,50 ,
1,50
- 1,50
v3
0
- 2,00
- 2,00
v8
0
2,00
2,00
V4
0
2,50
v4
0
2,50
V5
0
Vs
0
Di
1,70
1,70
1,70
1,70
Dx
1,32
1,32
1,32
1,32
Da
2,04
2,04
2,04
Di
1.73
1,73
1,73
Ds
2,43
2,43
Da
2,18
2,18
Di
2,86
Di
2,65
Примечание. При нагрузке понизу к усилиям во всех стойках прибавляется 1.
БАЛОЧНЫЕ ФЕРМЫ
287
Таблица 3
Уоиппя в стержнях треугольных ферм с переменным направлением раскосов от единичной нагрузки во всех узлах фермы
Угол на опоре а 20
элементы
число панелей в ферме п
п 6
п 8
71 10
Угол на опоре а 30 h j
элементы
число панелей в ферме п
п 6
п 8
п 10
Ох
02
03
04
Об
7,31 5,85 5,85
10,23 8,77 ■ 8,77 5,85
13,15
11.69
11.69 ■ 8,77
8,77
Ui
U2
Uz
Vi
U5
6,96 6,86 4,12
9,60 У,60 6,6 6,86
V
V2
V3
v4
V6
о
1,00
о
о
- 1,00 о
3,00
12,34 12,34 9,60 9,60 6,86
О
1,00
О
1,00
о
01
Ог
03
04 Об
5.00
4.00
4.00
7.00 -6,00
6.00 4,00
9,00
8,00 -8,00 6,00 -6,00
иг
и2
иг
t4
и5
4,33 4,33 2,60
6,06 6,06 4,33 4,33
7,79 7,79 6,06 6,06 4,33
Vl
v2
Уз
V4
V6
О
1,С0
о
о
- 1,00 о
3,00
о
- 1,00 о
- 1,00 о
D1 Я2 D ■О4
1,46 2,04
1,46 2,04
2,04
- 1,46 2,04
2,04 - 2,86
DX
£2
Х3
14
-1,00 1,73
1,00 1,73 1,73
1,00 1,73 1,73 2,65
Примечания: 1. При нагрузке понизу к усилиям во всех стойках при условии, если стойки имеются во всех узлах прибавляется 1.
2. Схемы ферм с меньшим числом панелей, чем указано на фиг. 125, образуются путем выбрасывания панелей из середины пролета фермы.
Таблица 4
Фиг. 126. Схема фермы
Угол на опоре а 20 ft
эле менты
число панелей в ферме п
71 6
71 8
71 10
Угол на опоре а 30 h 37
элементы
число панелей в ферме п
71 8
п Ю
01
02
03
04 Об
7,31
7„31
4,39
10.23
10.23
7.31
7.31
13.15
13.15
10.23
10.23 7,31
Ui U2 UZ
С4
Us
6,86 5,49 5,49
9,60
8.23
8.23 5,49
12,34 10,97 10,97 8,23 8,23
Vi
V2
V3
V4
V5
- 1,00 0
2,00
1,00
0
1,00
0
- 1,00 0
- 1,00 0
4,00
D1 £2 D3
I4
1,70 1,70
1.70
1.70 2,43
1.70
- 1,70 2,43
2,43
01
02 03 04 Об
5.00
5.00
3.00
7.00
7.00
5.00
5.00
-9,00
9,00
7,00
7,00 5,tO
UX
U2
Uz
Ut
Us
4,33 3,46 3,46
6,06 5,20 5,20
3,46
7,79 6,92 6,92 5,20 5,20
Vi
V2
Vs
V4
V6
-1,00
0
2,00
-1,00
0
- 1,00 0
- 1,00 0
1,00 0
4,00
Dx
D2
Dz
I4
1,32 1,32
1,32 1,32 2,18
1,32
1,32 2,18
2,18
4 jL4 Примечания:. При нагрузке понизу к усилиям во всех стойках при условии, если стойки имеются во всех узлах прибавляется 1.
2. Схемы ферм с меньшим числом панелей, чем указано на фиг. 126, образуются путем выбрасывания панелей из середины пролета фермы.
288
В. Г. ПИСЧИКОВ
Таблица
Увиша в стержнях ферм Лолонсо от вертикальной нагрузки во воех уздах фермы 1
Элементы
Усилия
Элементы
Усилия
Элементы
Усилия
Элементы
Усилия
Ох
- 10, 9
Ui
9,74
Vi
-0,94
Di
1,39
Оа
10,04
8,35
V
1,88
Z2
1,39
08
0,69
U3
2,87
v3
- 0,94
04
9,35
Ui
4,26
U6
5,50
Таблица 6
Элементы
Усилия
Элементы
Усилия
Элементы
Усилия
Элементы
Усилия
Oi
10,40
Ui
9,76
Vi
1,00
Л
1,72
Oj
10,40
Ua
8,37
Va
2,00
Da
1,39
Os
10,40
u3
3,54
v3
-1,00
o4
10,40
Ui
5,29
Vi
0
U6
5,50
Vs
0
Примечание. При нагрузке понизу к усилиям во всех стойках если стойки имеются во всех узлах прибавляется Д.
Таблица 7
Элементы
Усилия
Элементы
Усилия
Элементы
Усилия
Элементы
Усилия
Oi
16,3
иг
b 15,3
Vi
0,9
Di
bl.4
Oa
16,0
Ui
- 1-4,9
Vs
1,4
Dt
1,6
O3
-14,4
Uz
- 12,5
Va
-2,8
D3
1-1,6
O4
14,0
Ui
b 4,3
V
-1,4
D4
-1,4
O5
15,0
Us
h 5,7
Ve
-0,9
Oe
14,6
Us
- 7,1
U7
8,2
1 По материалам ЦНИПС.
БАЛОЧНЫЕ ФЕРМЫ
289
Таблица 8
Усилия в стержнях ферм Подонсо от вертикальной нагрузки во всех ушах ферм i
Элементы
Усилия
Элементы
Усилия
Элементы
Усилия
Элементы
Усилия
Oi
16,35
Ci
15,33
Vi
-1,00
Di
1,72
О2
16,35
С2
13,94
v2
- 1,50
D
2,06
Оз
4,86
Сз
12,55
VS
3,00
D3
1,49
04
- 14,86
U4
5,31
v4
1,50
Dt
1,39
Об
- 16,35
Сб
7,05
v6
1,00
Ов
- 16,35
Сб
8,76
v
0
С7
8,25
v7
0
v8
0
П римечание. При нагрузке понизу к усилиям во всех стойках если стойки имеются во всех узлах ирибавляется -j-1.
Таблица 9
Элементы
Усилия
Элементы
Усилия
Элементы ,
Усилия
Элементы
Усили:
Oi
22,2
Ui
20,9
Vi
0,9
Di
M
Oa
-21,9
Vt
19,5
V2
-1,9
d2
M
O3
- 21,6
UZ
16,8
V8
-0,9
Da
2,8
Oi
- 21,2
Ui
6,8
Vi
-3,8
Di
4.2
O5
-20,9
Ub
8,5
v5
-0,9
D5
4,2
Oe
- 20,5
V
9,9
ve
-1,9
-0,9
D
2,8
07
20,1
u7
11,0
v7
D7
1.4
Oa
- 19,8
Da
1.4
1 По материалам ЦНИПС.
290
В. Г. писчиков
Таблица ю
Усилия в стержнях ферм Подонсо от верповальной нагрузки во всех углах ферм и от ветра i
Элементы
Вертикальная
нагрузка
Ветер слева
Ветер справа
Элементы
Вертикальная
нагрузка
Ветер слева
Ветер справа
Oj
4,0 Р
- 2,4W
- 1,9W
- 0JW 1,9 W
иг
3,1P
3,0 w 1,5 W
1,5 w 0
о2
- 3,3Р
- 2,4W
1,9W
- 0,5W 1 fiW
u2
2,1 P
-J- 2,3W 0,7 W
0,7W 0,8 W
V
- 0,7Р
- 1,0 W
0
Ua
0,7 P
1,0 W
- IfiW
Примечание. Цифры в знаменателе относятся к правой половине фермы, имеющей подвижную опору.
Таблица И
Фиг. 133. Схема фермы
Элементы
Вертикальная
нагрузка
Ветер слева
Ветер справа
Элементы
Вертикальная
нагрузка
Ветер слева
Ветер справа
Oi
- 9,5P
- 6,0W
-0
иг
7.4P
7,4 W
3,0W
-3,8W
- 2,4W
3,0 W
175 w
o2
-8,7 P
6,0W
- 3,8W
- 0,2W
- 2,4W
U2
6,3P
5,9 W 3,0 W
3,0W 0
o3
8,OP
- 6,0W
- 0,2W
Uz
4,IP
4 yAW
- 1,5 W
- 3,8W
-2,4 W
1,4 W
1,6W
O4
7,3 P
6,0W
-0 ,'W
U
5,2P
5 W
l,fw
3,8W
- 2,4W
1,4W
3,1 w
Vi
V2
V3
- 0,7 P -1.4P
- 0,7P
- 1SW
- 2,0W
- 1.0W
ООО
U5
Пг
d2
3.0P 1.1P 1,1P
2,1 W l,bW 1,5 W
- 2,1 W 0 0
Примечание. Цифры в знаменателе относятся к правой половине фермы, имеющей подвижную опору 1 По материалам ЦНИПС.
БАЛОЧНЫЕ ФЕРМЫ
291
Таблица 1
Уснаия в стержнях форм Полонсо от вертикальной нагрузки во всех умах ферм и от ветра
Элементы
Вертикальная
нагрузка
Ветер слева
Ветер справа
Элементы
Вертикальная
нагрузка
Ветер слева
Ветер справа
Oi
14,9Р
- 9 ,81V
- 5,7IV
0,3TV
- 4,31V
Ui
11.7P
12,01V 4,51V
- 4,51V 3,01V
о2
14,2Р
- 9,8IV
- 5,71V
- 0,3W
- 4,31V
u2
10,6P
10,51V 4,31V
- 4,51V 1,51V
Оз
- 12,5 Р
- 9,4W
- 0,31V
U3
9,6P
9,01V
- 4,51V
- 5,71V
2,91V
4,51V
0
04
11,8 Р
- 9,4W
- o,siv
UA
6,2 P
6,21V
- 2,21V
- 5,7IV
- 2,9IV
2,11V
2,41V
05
12,1 Р
- 9,81V -5,71V
0 ,sw
4,31V
Us
7,3P
8,21V 2,11V
2,2W 3 m
Ов
- 11,4Р
- 9,81V
-0,31V
ue
8.3P
9,71V
2,21V
5,71V
- 4,31V
2,11V
5,31V
Vi
V3
V3
V4
V
- 0,7 Р
- 1,1Р
2,1 Р 1,1Р
0,7 Р
- 1,01V
- 1,51V
- 3,W
- 1,51V
- 1,01V
0
0
0
0
0
C7
£i
D2
£3
d4
3,11V l,5iv U1V 1,71V 1,51V
- 3,11V 0 0 0 0
Примечание. Цифры в знаменателе относятся к элементам правой половины фермы, имеющей подвижную опору.
1 По материалам ЦНИПС.
292
В. Г. ПИСЧИКОВ
Таблица 1з
Усшшя в отержнях ферм Цолонсо от вертикальной нагрузки во всех узлах ферм и от ветра 1
р
Фиг. 135. Схема фермы
Элементы
Вертикальная
нагрузка
Ветер слева
Ветер справа
Элементы
Вертикальная
нагрузка
Ветер слева
Ветер справа
Oi
20, ЗР
-13.6 w - 7.7W
- 0,3W
- 6,3W
Vi
15,9P
16.5W 6,0W
- 6,0W 4,6 W
о2
19,6P
-13,6W
0,3W
u2
14.8P
15.0W
- 6,0W
- 7,7W
-6,3 W
6.0W
3,1 W
Оз
- 18.9P
-13.6 W - 7,7W
0,3W
6,3w
Uz
12,7P
12,0W 6,0W
- 6,0W 0
о4
- 18,2P
-13.6W 7,7 W
0,3W
- 6,3W
Ui
8,3 P
9,0W 2,9 W
- 2,9W 3,1 W
об
- 17,5P
-13,6W - 7,7W
- 0,3W
6,3W
Ui
Ю.4Р
12,OW 2,9W
- 2,9W 6,2W
о6
16,9P
- 13,6W
- 7,7W
1
0,3W -6,3W
u
11,CP
13.5W 2,9W
1
- 2,9W 7,7 W.
О7
- 16,0P
13,6W 7,7W
- 0,3W
- 6,3W
U 7
6,OP
t
4,2 W
- 4,2W
Os
- 15,3P
13,6W - 7,7W
0.3W
6,3W
Di
1,1 P
1.5W
0
Vi
Vo
v3
V4
V6
Ve
V7
- 0,7 P
- 1,4 P
- 0,7 P
- 2,8P
- 0,7 P
- 1,4 P
- 0,7P
- 1,0W
- 2,0W
- 1,0W
- 4,0W
- 1,0 w
- 2,0W
- 1,0W
0
0
0
0
0
0
0
Da
Dz
Di
£8
JDe
D4
Da
1,1 P
2,1 P 3.2P 3,2P 2.IP
1ДР 1.1P
1,5W 3,0W 4,5 W 4,5W 3,UW 1.5W 1,5W
0
0
0
0
0
0
0
Примечание. Цифры в знаменателе относятся к элементам правой половины фермы, имеющей подвидеаую опору.
1 Ло материалам ЦНИПС.
БАЛОЧНЫЕ ФЕРМЫ
293
Таблица 14
Усилия в стержнях ферм с параллельными поясами и восходящими раскосами от единичной нагрузки
Число панелей в ферме
г
И
4
Усилия от полной нагрузки
1
Усилия от полной нагрузки
1
Усилия от нагрузки
S
Усилия от нагрузки
Я
V
CD
8
слева
справа
полной
2
4
К
CD
слева
справа
полной
Oi
0
иг
2,25
Уг
-0,50
0
0,50 0,50 0
D1
-1,80
0,90
2,70
п 4
Ог
2,25
Vi
8,00
v2
v3
0,00 0
0,50 0
Да
0
0,90
- 0,90
Oi
0
Ui
2,50
Vi
0,50
0
- 0,50
21
2,48
1,06
3,54
С
02
-2,50
и2
4,00
V2
0,75
0,75
1,50
Гг
1,06
- 1,06
2,12 0,71
71 О
Оз
-4,00
Ua
4,50
v3
v4
0,25 0
0,75 0
0,60 0
Дз
0,35
- 1,06
Oi
0
Ui
2,62
Vi
-0,50
0
-0,50
-3,13
- 1,25
- 4,38
Oa
-2,62
Vi
4,50
v2
1,50
1,00
2,50
Da
1,88
- 1,25
3,13
71 8
Оз
4,50
Va
5,63
Vs
0,50
1,00
1,Ь0
Ds
0,63
1,25
1,88
04
- 5,63
Vi
6,00
V4
v6
0,50 0
1,00 0
0,50 0
I4
0,63
1,25
0,62
Примечание. При нагрузке понизу к усилиям во всех стойках если стойки имеются во всех узлах прибавляется Рп, где Р местная нагрузка нижнего узла у стойки.
Таблица 15
Усилия и стержнях ферм с параллельными поясами и нисходящими раскосами от единичной нагрузки
Число панелей в ферме
Элементы
Усилия от полной нагрузки
Элементы
Усилия от полной нагрузки
Элементы
Усилия от нагрузки
Элементы
Усилия от нагрузки
слева
справа
полной
слева
справаполной
Ох
2,25
иг
0
Vx
0,50
-0,50
2,00
Dl
180
0,90
2,70
71 4
Оа
3,00
v2
2,25
V2
-1,00
0,50
1,50
Di
0
0®®
0,90
v3
-0,50
0,50
1,00
Ох
- 2,50
Vi
0
Vx
2,25
0,75
3,00
Di
2,48
1,06
3,54
О
Оа
4,00
v2
2,50
У2
-1,75
0,75
-2,50
Di
1,06
1,06
2,12
71 О
Оз
4,50
V3
4,00
V3
-0,75
- 0,75
1,50
Da
0,35
1.06
0,71
v4
-0,50
0,50
1,00
Ох
2,62
Vi
о
Vx
3,00
- 1,00
- 4,00
Di
3,13
1,25
4,38
Оа
- 4,50
v2
2,62
V2
- 2,50
- 1,00
3,50
Di
1,88
1,25
3,13
п 8
Оз
- 5,63
U3
4,50
v3
- 1,50
- 1,00
2,50
Da
0,63
1,25
188
04
6,00
Vi
5,63
v4
0,50
1,00
1,50
Di
0,63
1,25
0,62
V5
-0,50
-0,50
-1,00
Примечание. При нагрузке понизу к усилиям во всех стойках если стойки имеются во всех узлах,
прибавляется Рп, где Рп местная нагрузка нижнего узла у стойки.
294
В. Г. писчиков
Таблица 16
Усшшя от единичной нагрузки в стержнях двускатных ферм о восходящими раскосами при уклоне скатов в б 1
i,0,05
Число
1
D
Усилия
1
Усилия
Я
н
И
Усилия от нагрузки
1
Усилия от нагрузки
панелей в ферме
D
CD
от полной нагрузки
S
0
CD
от полной нагрузки
£
4
CD
слева
справа полной
Я
о
В
CD
слева
справа
полной
Oi
0
Vi
2,44
Vi
-0,50
0
- 0,50 0,41
0
Dl
1,91
- 0,96
2,87 -0,68
П 4
02
2,43
u2
8,00
V2
0,06 0
0,47 0
d2
0,15
-0,83
Oi
0
иг
2,74
Vi
-0,50
0
0,50
Di
- 2,61
-1,12
3,73
п 6
02
-2,76
u2
,21
V2
0,67
0,72
1,39
d2
-0,98
1,05
2,03
03
- 4,П
U3
4,50
V3
V4
.0,36 0
0,69 0
0,33 0
D3
0,54
-0,95
0,41
Oi
0
иг
, 2,91
Vi
-0,50
0
- 0,50
D1
- 3,26
1,31
4,57
п 8
02
-2,91
U2
4,83
V2
1,42
0,97
2,39
d2
1,83
1,25
3,08
Оз
- 4,83
и3
5,84
v3
0,37
0,93
130
0,47
-1,19
1,66
04
- 5,85
u
6,00
V4
V6
-0,64
0
0,91 0
0,27 0
Pa
0,84
1,10
- 0,26
Примечание. При нагрузке понизу к усилиям во всех стойках если стойки имеются во всех углах прибавляется Рп, где Рп местная нагрузка нишнего узла у стойки.
Таблица 17
Усилия от единичной нагрузки в стержнях двускатных ферм с восходящими раскосами при уклоне скатов в 10 1
Число панелей в ферме
Элементы
Усилия от полной нагрузки
Элементы
Усилия от полной нагрузки
Элементы
Усилия от нагрузки
Элементы
Усилия от нагрузки
слевк
справа
полной
слева
справа
полной
п 4
Oi
Оа
0
-2,7
Ui
и2
2,7 3,0
Vx
Va
Vs
0,5
0
0,4 0
-0 0,3 0
Di
Da
-2,0 0,3
-1,0
-0,7
. 3,0 -0,4
71 6
Ох
Оа
Os
0
3,0 -4,5
Ui
Ui
Uz
3,1 4,5 4,6
Vx
V2
V3
v4
to, О
ООО о 1 1
0
0,7 0,6 0
0,5 1,3 0,1 0
Di
Вг
DS
-2,8 0,8 0,7
-1,2 -1,0 0,8
-4,0
-1,8
-0,1
п 8
Ох
Оа
03
04
0
-3,4 5,3 -6,1
Ui иa u3 иЛ
3,3 5,2
е,о 6,0
Vx
V2
Vs
v4
v6
- 0,5 1,3 0,2 -0,8 0
0
0,9 0,8 0,8 0
0,5 2,2
ifi
0
Di
£a
I8
Z4
3,5 -1,7 -0,3
u
-1,4
-1,2
-1,1
-0,9
-4,9
-2,9 -1,4 0,2
Примечание. При нагрузке понизу к усилиям во всех стойках если стойки имеются во всех узлах
прибавляется Рн, где Рп местная нагрузка нижнею узл у стойки.
1 По материалам ЦНИПС.
БАЛОЧНЫЕ ФЕРМЫ
295
Таблица 18
Усилия от единичной нагрузки в стержнях двускатных ферм с переменным направлением раскосов при уклоне скатов
в 20 1
Число
Усилия от полной нагрузки
£
Усилия от полной нагрузки
5
Усилия от нагрузки
а
Усилия от нагрузки
панелей в ферме
S
а
R
СО
Я
0
В
СО
D
CD
слева
справа
полной
Я
а
4
05
слева
справа
полной
Oi
0
Ui
4,1
Vi
-0,5
0
0,5
Di
-3,4
1,5
-4,9
п 6
02
-6,2
Vt
4,1
v2
о
0
0
0,3
0,8
1Д
Оз
-5,2
из
4,6
3
v4
-1,0
0
0
0
-1,0
0
Da
М
0,5
0,8
Oi
0
Ui
4,7
Vi
-0,5
0
-0,5
Di
-4,3
-1,7
6,0
02
6,6
и2
4,7
V2
0
0
0
DZ
1.1
0,9
2,0
п 8
Оз
- 6,6
vz
6,8
v3
-1.0
0
-1,0
Da
0,5
- 0,8
- 0,3
О4
-6,2
Vt
6,8
V4
v6
0
0,70
0
0,70
0
1,40
Di
-1,5
0,5
1,0
Oi
0
Ux
5,0
Vi
0,5
0
-0,5
Di
- 4,9
-1,9
6,8
02
-7,5
Vi
5,0
v2
0
0
0
Di
1,9
1,0
2,9
71 Ю
Оз
-7,5
Uz
8,2
v3
-3,0
0
-1,0
Da
0,4
-1,0
- 1,4
О 4
-8,4
Vi
8,2
V4
0
0
0
Di
0,8
0,8
0
05
-8,4
Ub
7,6
v5
Ve
-1,0
0
0
0
-1,0
0
Ds
2,0
-0,7
1,3
Примечания: 1. При нагрузке понизу к усилиям во всех стойках если стойки имеются во всех узлах прибавляется Рп, где Рп местная нагрузка нижнего узла у стойки.
2. Схемы ферм с меньшим числом панелей, чем указано на фиг. 140, образуются путем выбрасывания панелей из середины пролета фермы.
Таблица 19
Число панелей в ферме
Элементы
Усилия от полной нагрузки
Элементы
Усилия от полной нагрузки
Элементы
Усилия от нагрузки
Элементы
Усилия от нагрузки
слева
справа
полной
слева
справа
полной
Oi
0
иг
4,7
Vi
0,5
7
0,5
Di
-4,2
-1,7
-5,9
Оа
4,8
uz
6,3
v2
0,9
0,7
1.6
Di
- 1,3
- ',1
-2,4
71 8
Оз
-6,7
Ua
V3
0
0
0
Da
-0,4
0,7
0,3
О4
-6,7
Ui
6,0
v4
-1,0
0
-1,0
Di
1,6
-0,6
1,0
V5
0
0
0
Примечание. При нагрузке понизу к усилиям во всех стойках если стойки имеются во всех узлах прибавляется РПу где Рп местная нагрузка нижнего узла у стойки.
1 По материалам ЦНИПС.
296
В. А. ЗАМАРАЕВ
Инж. В. А. ЗАМАРАЕВ
XII. СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ
I. Общие сведения
1 Характеристика и область применения
Сегментные фермы относятся к числу основных несущих конструкций в покрытиях промышленных зданий.
Широкое распространение сегментных ферм в практике современного строительства обусловлено целым рядом преимуществ этой системы ферм. Важнейшими иэ них являются:
1. Надежность конструкции, проверенная многолетним опытом в самых разнообразных в том числе и неблагоприятных условиях строительства и эксплоатации двойной sanac прочности по отношению к полной расчетной нагрузке и тройной по отношению к снеговой.
2. Сравнительная простота производства работ по изготовлению ферм.
3. Возможность применения для ферм наиболее употребительных размеров пиломатериалов среднего качества.
4. Полное использование древесины в поясах ферм.
5. Малая напряженность решетки, допускающая эксцентричное крепление ее к поясам на гвоздях.
6. Высокая экономическая эффективность конструкции.
К числу недостатков сегментных ферм, ограничивающих область их применения, относятся:
1. Большой расход гвоздей на верхний криволинейный пояс фермы, имеющий составное сечение из брусков малых размеров.
2. Наличие местных изгибающих моментов и сдвигающих сил от кривизны верхнего пояса в пределах панели, особенно существенных в фермах, не имеющих непосредственной нагрузки между узлами верхнего пояса.
3. Трудоемкость забивки мощных и длинных гвоздей в бруски верхнего пояса.
4. Плохая транспортабельность ферм вследствие их неразборности, ограничивающая централизованное их изготовление.
Наиболее часто встречающиеся в практике случаи применения ферм приведены на фиг. 1. Сегментные фермы нормальной современной конструкции применяются для перекрытия пролетов от 10 до 40 м при нагрузке до 2 т на 1 пог. м.
Низший предел обусловлен экономической целесообразностью применения ферм, а верхний ; несущей способностью конструкции при наибольшей нагрузке. Те же пределы применения справедливы и при наличии подвесного потолка по нижнему поясу ферм.
В покрытиях больших пролетов, превышающих указанные пределы, сегментные фермы находят применение в виде звеньев трехшарнирных арок с криволинейным верхним поясом фиг. 2.
Арки проектируются иэ двух сегментных ферм и могут быть симметричными или несимметричными, с затяжкой или без нее.
Пролеты таких арок достигают 75 м.
До установки в покрытие те же сегментные фермы могут быть успешно использованы для поддержания опалубки монолитных железобе
тонных противопожарных вон вместо дорого стоящих и загромождающих пространство подмостей.
Сегментная ферма как конструктивная форма заимствована из практики строительства США,
а
ЙЛ11ЛЫ1
Рат1А1Ат
г
д
Фиг. 1. Различные случаи применения ферм
где она имеет применение и в настоящее время К
Фиг. 2. Трехшарнирная арка из сегментных ферм
2 Материал
Специальных требований к материалам сегментных ферм не предъявляется, поэтому при проектировании их необходимо руководствоваться общими положениями технических условий на деревянные конструкции.
Обычно фермы изготовляются ив полусухой ОСТ сосны марки 1 7099 с. влажностью от 18 до 23.
1 В практику нашего строительства сегментные фермы внедрены Промстройпроектом. Следует отметить роль инж. А. Я. Карташова в первоначальной разработке конструкции ферм и их внедрении в практику.
СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ
297
На нижний растянутый пояс сегментных ферм, как и во всякой другой деревянной конструкции, рекомендуется применять отборный лес, не допуская сучковатых и косослойных досок, так как местные пороки древесины в растянутых элементах наиболее опасны.
2. Схемы ферм
Основными характеристиками схемы сегментной фермы являются:
1 очертание верхнего пояса;
2 высота фермы;
3 схема решетки;
4 число панелей верхнего или нижнего пояса.
Выбор схемы определяется следующими основными условиями:
1 профилем кровельного покрытия по фермам и характером действующих нагрузок;
2 величиной перекрываемого пролета;
3 размерами имеющихся пиломатериалов;
4 экономическими и архитектурно-эстетическими соображениями.
1 Очертание верхнего пояса
Верхний пояс, вообще говоря, может иметь очертание по дуге окружности, параболы, эллипса и других кривых, симметричных относительно какой-либо оси например коробовых кривых. Однако каждая из названных кривых за исключением окружности может оказаться рациональной только при некоторых пролетах и при определенном характере распределения нагрузок по длине пролета фермы. Так например, при малых пролетах ферм и при гнутом верхнем поясе параболическое очертание вызовет большие затруднения с гнутьем досок, так как при одинаковой высоте параболического и кругового сегментов радиус кривизны в вершине параболы значительно меньше радиуса окружности; следовательно параболическое очертание так же как и очертание по другим кривым приемлемо только при больших пролетах.
В некоторых схемах сегмеьгных ферм с фонарем при очертании верхнего пояса по дуге эллипса или по коробовой кривой уменьшаются усилия в решетке; но и в этом случае экономия в материале по сравнению с фермой круглого очертания ничтожна, условия же работы крайних панелей верхнего пояса вследствие большой их кривизны заметно ухудшаются.
Наиболее рациональным и общепринятым очертанием верхнего пояса является поэтому дуга круга, имеющая постоянную кривизну и одинаково полно удовлетворяющая конструктивным и производственным требованиям при любой величине пролета и при всех встречающихся в практике схемах распределения нагрузки по длине фермы.
2 Высота ферм
Высота ферм относится к числу факторов, существенно влияющих на стоимость всего покрытия в целом. Поэтому при назначении высоты ферм необходимо учитывать:
1 стоимость самих ферм;
2 стоимость кровли;
3 стоимость огнестойких железобетоннйх зон;
4 площадь кровельного покрытия как охлаждающейся поверхности, влияющей на расходы по отоплению вдания.
Технико-экономические исследования Промстройпроекта, произведенные 1934 г. для цехов
металлообрабатывающей промышленности, показали, что при пролетах ферм до 20 м оптимальной является высота h 4j-l, а при пролетах Z 20 м высота h I.
_ 6
Для этих цехов площадь железобетонных противопожарных зон составляет от 15 до 25 от площади всего цеха, а стоимость этих зон, отнесенная к квадратному метру площади ’ пола, превышает строительную стоимость деревянного покрытия примерно в 7 раз. В связи с этим высота ферм в данном случае подчинена экономической высоте железобетонных арок.
Для цехов малых площадей, где огнестойких зон не имеется, может оказаться целесообразным
применение ферм с высотой в пролета.
3 Схемы решетки
Решетка сегментных ферм может быть разбита по одной из схем, приведенных на фиг. 3.
Основной является треугольная схема со стойками и с раскосами переменного направления. Эта схема имеет два варианта. По варианту 1 фиг. 3, а средние раскосы пересекаются на оси верхнего пояса, при этом нижний пояс имеет панель, расположенную по середине пролета фермы. По варианту 2 фиг. 3, б средние раскосы имеют обратное направление и пересекаются на оси нижнего пояса в месте расположения средней стойки.
6су
ilTPPt.
е,Ж11
VSPibs
Фиг. 3. Схемы решетки
Вариант 1 лучше, так как допускает симметричное расположение стыков нижнего пояса через одну панель при любом пролете ферм, что весьма ценно в конструктивном и в производственном отношениях.
Остальные схемы решетки, приведенные на фиг. 3 за исключением типа д, являются производными от основной схемы а.
Применение сложной шпренгельной решетки фиг. 3, в и г может быть вызвано экономическими или архитектурно-эстетическими соображениями.
В. А. ЗАМ АР ЛЕВ
Введением шпренгельной решетки в фермах, не имеющих непосредственной нагрувки между узлами верхнего пояса, достигается экономия в металле эа счет уменьшения расхода гвоздей на верхний пояс в пределах от 8 до 12.
Однако простое дополнение обычных схем основной решетки шпренгельной в большинстве случаев дает плохое архитектурное оформление конструкции и увеличивает затемнение цеха.
Эти недостатки могут быть частично устранены путем некоторого разрежения основной решетки фиг. 3, в в пределах, допускающих размещение стыков нижнего пояса через одну панель, что достижимо при пролетах до 20 м. Кроме того необходимо отметить трудность получения архитектурно-приемлемого решения пересечений шпренгелей с основными раскосами фермы.
В связи с этим шпренгельную решетку рекомендуется применять лишь в индивидуальных проектах при условии надлежащего архитектурного оформления как самих сегментных ферм, так и всего сооружения в целом.
Примером применения ферм такой конструкции может служить перекрытие Арбатского рынка в Москве г.
Для ферм, имеющих нагрузку на нижний пояс от потолка или подвесного монорельса, применяются схемы решетки, приведенные на фиг.
3, д и е.
Первая из этих схем с нисходящими раскосами менее рациональна, так как при пролетах ■ферм более 13 м обычно требует устройства лишних стыков нижнего пояса вследствие невозможности раздвижки их см. ниже из-за малой длины панели.
Вторая ехема фиг. 3, е получена из основной схемы фиг. 3, а путем добавления подвесок, передающих нагрузку от потолка на верхний пояс фермы. Наличие этих подвесок не является лрепятствием к устройству раздвинутых стыков.нижнего пояса.
В соответствии с этим наибольшая рациональная длина панели верхнего пояса получается
при h -j-Z равной 0,151 и при h I рав-
ной 0,133 I пролет фермы, h ее высота.
При назначении числа панелей в верхнем поясе ферм с фонарем следует также учитывать расположение фонаря, определяемое условиями освещенности или аэрации цеха.
Характер разбивки панелей верхнего пояса определяющий собой полноту использования материала верхнего пояса по длине пролета и простоту самой схемы, имеет существенное значение при выборе схемы фермы:
i 10 - 19 jk; j Ц65 df
60-
Г
iQ65tf
I 20 24 ж; -у --
0Ь
-за-
065 а
I 25 - 29 л; 4- 4-
I О
та
0.65Л
4 Число панелей
Число панелей верхнего или нижнего пояса сегментных ферм назначается в зависимости от длины панелей, ограниченной главным образом конструктивными требованиями и размерами пиломатериалов.
Величина одной двойной панели нижнего пояса, стыкуемого через панель, зависит от длины досок и должна быть меньше длины доски примерно на 2 л см. ниже. Таким образом наибольшая длина панелей нижнего пояса при длине досок 1 м получается равной 5 л.
Длина панели верхнего пояса при очертании го по дуге круга существенно влияет на экономичность всей конструкции, так как величина местных изгибающих моментов и сдвигающих сил, возникающих от кривизны пояса в пределах панели, зависит от величины стрелки кривой по середине панели, изменяющейся пропорционально квадрату длины хорды панели.
Анализ большого числа осуществленных проектов и теоретические исследования Промстройпроекта свидетельствуют о том, что отношение стрелки кривой по середине панели к длине самой панели более является нерациональным.
1 Осуществлено по проекту инж. В. С. Деревягина.
1 30 - 35 At; -j-
Точное решение задачи о равнопрочности верхнего пояса по всей длине его возможно лишь на основании расчета сегментных ферм как многократно статически неопределимых систем с учетом их конструктивных особенностей. В настоящее время достаточных научно-экспериментальных данных по этому вопросу не имеется. Практический расчет ферм как шарнирно-стержневых систем с приближенным учетом узловых моментов верхнего пояса показывает, что равнопрочность верхнего пояса по длине пролета может быть достигнута путем последовательного уменьшения длины панелей от середины фермы к опорам.
В соответствии с этим крайние панели ферм принимаются укороченными.
Наиболее простое решение схемы получается при равных проекциях средних панелей верх-
СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ
299
:1его пояса на ось нижнего пояса; крайние панели первая и последняя как более короткие имеют меньшие проекции, обычно равные 0,65 от проекций средних панелей.
Такая схема, несмотря на некоторое нарушение принципа равнопрочности верхнего пояса, получила большое распространение и принята Промстройпроектом.
1-10-14; -р 4-
- Set 0.65 а 0,657
i-20-им; 4-_
Примеры применения этой схемы для сегментных ферм различных пролетов приведены на фиг. 4 и 5.
3. Конструкция
Основными конструктивными элементами сегментной фермы являются: 1 верхний и 2 нижний пояса, 3 решетка и 4 опорные увлы.
1 Верхний пояс
При составном дробном сечении верхнего пояса возможны две конструкции его: 1 из гнутых брусков фиг. 6 по типу арки Эми, 2 И8 дкружаленных досок фиг. 7 - по типу арки
В экономическом отношении оба типа равно ценны, а недостатки второго типа более сущо ственны: 1 наличие большого числа стыков,
2 необходимость усиления пояса при работе на продольный изгиб из плоскости фермы, 3 трудоемкость заготовки косяков и их приторцовки при сборке пояса и др.
Фиг. 6 Фиг. 7
Поэтому гнутый верхний пояс признан более рациональным и получил широкое распространение, тогда как пояс из досок на ребро применен на практике лишь в единичных случаях.
Сечением верхнего пояса определяется конструкция всей фермы. В простейшем случае пояс состоит из двух ветвей, раздвинутых на толщину элементов решетки, с прокладкой между ними доски на ребро фиг. 6. Совместная работа брусков, а также и ветвей пояса обеспечивается гвоздями и прокладкой.
Пределы применения этого сечения ограничены шириной его ветвей и мощностью соответствующего ему нижнего пояса, зависящей от качества древесины и от размеров применяемых досок.
При большой ширине ветвей верхнего пояса более 7 см такое сечение не применяется, ибо понижается экономическая эффективность гвоздевых соединений в связи с тем, что значительная часть длины гвоздей совершенно не испольвуется фиг. 8.
Увеличение мощности верхнего пояса достигается увеличением числа ветвей до трех фиг. 9 и последующим уширением средней ветви сечения фиг. 10, не понижающим эффективности использования гвоздей.
Фиг. 8 Фиг. 9 Фиг. 10
Двухветвевое сечение дает наиболее экономичное и простое решение юрмы, поэтому применение двух других типои фиг. 9 и 10 можно рекомендовать лишь при больших пролетах и нагрузках, когда прочности двух ветвей недостаточно, или в тех случаях, когда по конструктивным или архитектурным требованиям необходимо уменьшить ширину элементов размер по фасаду решетки, обычно определяемую ив условия размещения гвоздей в узлах верхнего пояса.
Высота сечения пояса, имеющая не менее существенное значение, чем ширина его ветвей, зависит от числа и от- толщины брусков. Во избежание большого ослабления сечения число брусков по высоте пояса обычно принимается не менее трех, но н;е более пяти, ибо большое число швов в составном сечении элемента уменьшает его жесткость и ухудшает использование материала.
300
В. А. ЗАМ АР ЛЕВ
Стыки брусков гнутого верхнего пояса осуществляются простой приторцовкой их фиг. 11 и располагаются обычно через панель вразбежку не ближе 0,5 м один от другого, на расстоянии
i- у длины панели от уела при условии,
чтобы поперечное сечение каждой ветви ослаблялось не более, чем одним стыком, и чтобы стыки
- 90
Фиг. 11
верхних и нижних брусков всегда располагались в пределах от до у- длины панели от уела.
Толщина. брусков зависит от размеров гвоздей и от кривионы пояса а следовательно и от пролета фермы, так как напряжения, возникающие при гнутье брусков, тем больше, чем меньше
отношение где R радиус кривизны пояса,
a h толщина бруска.
В практике проектирования Промстройпроекта
отношение £ принимается не менее 200; при
этом начальные напряжения, возникающие при гнутье брусков, на основании приказа НКТП за 012737 от 15 июля 1932 г. не учитываются, так как опытные данные свидетельствуют о небольшом их влиянии и о затухании со временем.
В преобладающем большинстве случаев применяются бруски толщиной 5 6 см и шириной соответственно 5 7 и 6 7 см. Поперечные сечения, составленные из этих брусков, обеспечивают необходимую мощность пояса и хорошо согласуются с действующим стандартом проволочных гвоздей. В сечениях указанного на фиг. 10 типа средняя ветвь составляется из цельных досок той же толщины и утроенной по сравнению с брусками ширины.
Для малых пролетов ферм 10 13 м в целях уменьшения начальных напряжений от гнутья следует применять бруски толщиной 4 см и шириной 4 6 см.
Бруски толщиной 7 см применяются в редких случаях и только при больших пролетах ферм.
При проектировании верхнего пояса необходимо учитывать, что сечения, составленные по высоте из трех брусков, часто вызывают чрезмерное увеличение ширины решетки вследствие трудности размещения 'гвоздей в узлах пояса и кроме того по сравнению с сечениями, составленными из четырех и из пяти брусков, получают соответственно большее ослабление в месте расположения стыков брусков. В связи с этим такие сечения применимы при малонапряженной решетке и при небольших усилиях в поясе, когда сечение ив четырех бруск'ов дает большой перерасход древесины.
Для упрощения конструкции стыков нижнего пояса и опорных узлов фермы см. ниже промежуток между ветвями пояса обычно принимается равным ширине отдельной ветви в типе, указанном на фиг. 10, равной ширине крайней ветви.
Совместная работа ветвей, как указывалось выше, обеспечивается гвоздями и прокладкой
из целой доски на ребро, располагаемой но всей длине панели между узлами пояса.
Помимо конструктивного назначения прокладка разгружает пояс при его работе в плоскости фермы, уменьшая нарастание стрелки кривой в пределах панели.
Поэтому применение вместо прокладки других конструктивных решений, в частности сечений указанных на фиг. 12, нежелательно, так как при уточненном расчете ни в экономическом, ни в техническом отношении они не имеют преимуществ.
Наиболее рациональные типы поперечных сечений верхнего пояса приведены ниже, в разделе Расчет сегментных ферм.
Размеры гвоздей верхнего пояса назначаются в соответствии с размерами сплачиваемых брусков и ветвей сечения из условия равнопрочности соединения по смятию древесины и по ивгибу самого гвоздя.
Гвозди, соединяющие в одно целое бруски отдельной ветви, забиваются по направлению радиуса дуги верхнего пояса. В коньке фермы гвозди эти имеют вертикальное направление и называются вертикальными гвоздями.
TTj
I I Гг“
I
Т-“
Г I I
I I
а 6
Фиг. 12 Фиг. 13
В зависимости от высоты ветви и от длины гвоздей возможны две основных схемы гвоздевого забоя, приведенные на фиг. 13.
В схеме 1 фиг. 13, а с целью достижения равнопрочности крайних швов сечения гвозди забиваются с одной и другой стороны ветви равномерно.
Расстояние между гвоздями принимается: вдоль волокон не менее 2Ы и поперек волокон не менее 4d при прямой расстановке нормальным рядом и 6d при шахматной расстановке d диаметр гвоздя.
Гвозди, соединяющие через прокладку ветви пояса, занимают в ферме горизонтальное положение и поэтому называются горизонтальными гвоздями.
Размещение этих гвоздей по высоте сечения пояса ограничено наличием швов между брусками и высотой прокладки.
В зависимости от высоты и от кривизны пояса прокладка может перекрывать все или только часть брусков по высоте пояса. Так например, в поясе высотой 25 30 см, составленном из брусков толщиной 5 6 см, прокладка перекрывает только три средних бруска фиг. 14, через которые осуществляется связь между ветвями пояса.
Это обстоятельство необходимо учитывать при выборе поперечного сечения пояса. В тех случаях, когда пояс не закреплен по всей его длине и может работать на продольный изгиб из плоскости фермы или когда по конструктивным или экономическим соображениям необходимо заменить часть вертикальных гвоздей горизонтальными, не следует применять сечений из че-
СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ
301
тырех брусков по высоте сечения, если они полностью не перекрываются прокладкой.
При размещении горизонтальных гвоздей иногда по конструктивным требованиям приходится допускать отступления от норм, определяющих наименьшее расстояние между продольными рядами гвоздей при шахматной их расстановке см. выше. Примеры таких отступлений, обычно допускаемых на практике, приведены на фиг. 15.
Размеры гвоздей, соответствующие Фиг. 14 рекомендуемым сечениям верхнего пояса, указаны ниже, в разделе Расчет сегментных ферм.
Гв.ф 4.0
печивается жесткостью опорных узлов фермы, исключающей возможность различных деформаций растяжения для отдельных досок.
При выборе типа поперечного сечения нижнего пояса большое значение имеет также промежуток
а а а
а а Ъо а а
010мест
Фиг. 15. Примеры размещения горизонтальных гвоздей
2 Нижний пояс
Прямолинейность нижнего растянутого пояса сегментных ферм определяет простоту его конструирования.
Материалом нижнего пояса, так же как и всей фермы, является древесина, механические свойства которой вполне обеспечивают необходимую прочность его при современных пролетах сегментных ферм стр. 296.
Нижний пояс конструируется из досок, раздвинутых, как и ветви верхнего пояса, на толщину элементов решетки.
Высоту поясных досок не следует допускать менее 12 см при пролетах ферм до 20 л и менее 15 см при пролетах более 20 м. Последнее условие вызвано тем, что ответственность несущей конструкции возрастает с увеличением пролета и кроме того вероятность местных пороков древесины при большой длине пояса также увеличивается.
Число досок и их ширина назначаются в соответствии с типом поперечного сечения верхнего пояса, так как от этого зависит конструкция узловых сопряжений и в частности соединения верхнего пояса с нижним в опорном увле.
При одинаковой ширине ветвей верхнего пояса число и ширина досок нижнего пояса принимаются соответственно равными числу и ширине ветвей верхнего пояса. Для сечений же верхнего пояса с уширенной средней ветвью применение этого принципа усложняет конструирование опорных узлов и стыков нижнего пояса.
В фермах с таким сечением верхнего пояса рекомендуется конструировать нижний пояс из четырех досок, как это показано на фиг. 16.
Получающееся при этом несоответствие между сечениями поясов несущественно, так как равномерное распределение усилий между отдельными досками нижнего и верхнего поясов вполне обес-
а - а
I
I
I
JWL
Фиг. 16. Поперечные сечения ферм
между отдельными его досками, определяющий собою конструкцию их стыков, перекрываемых обычно накладками и прокладками из досок.
Наибе лее простое и экономичное решение стыка получается при одинаковой толщине прокладок и основных досок пояса фиг. 17.
тпт
ил
HL
3 ■ 1.1-4-
Фиг. 17. Нормальная конструкция стыка
Ввиду того что такие сечения поясов вызывают некоторый перерасход материалов на прокладки верхнего пояса и частично на решетку фермы, доски нижнего пояса а следовательно и ветви верхнего пояса иногда располагают на более близком расстоянии, меньшем, чем толщина поясной доски.
В этих случаях в стыках нижнего пояса прокладки ранее врезались в доски пояса фиг. 18 для того, чтобы прочность их была равна прочности ослабленных досок пояса.
1 т т т ::._i
Г T T 1
j 1
с
- С
i
1
i i c I ,
1
i 1
; с 1
Ч
1 1 ■
L I ■ j
L 1 i J
Фиг. 18. Стык с врезкой прокладки
Такая конструкция стыка отвергнута практикой, так как она усложняет производство работ, увеличивает расход материалов на нижний пояс и одновременно уменьшает надежность работы всей фермы вследствие возможных дефектов врезки.
Указанные недостатки устраняются в конструкции х, в которой на каждую накладку стыка передается больше половины усилия, действующего в поясной доске, благодаря чему отпадает необходимость врезки прокладок в доски пояса.
Это достигается путем увеличения числа рабочих срезов нагелей между поясными досками и накладками по сравнению с числом cpesos между поясными досками и прокладкой фиг. 19
1 Предложена инж. Плешковым П. Ф.
302
В. A. 3AMAPAEB
или же путем дополнительного прикрепления накладок к поясным доскам короткими гвовдями фиг. 20.
Этот стык не является универсальным, так как может применяться только для ферм с нижним поясом из двух досок.
Фиг. 19, Конструкция стыка Плешкова
Если толщина прокладки меньше толщины поясных досок, удачная конструкция стыка, осуществимая при любом числе поясных досок, может быть получена применением на прокладки более прочных, чем на нижний пояс, пород леса или же увеличением высоты прокладок.
Уогели и болты
Фиг. 20. Конструкция стыка Плешкова
Если для поясных досок, как и для всей фермы,
ост вко 7099 то изготовление прокладок, например из воздушно-сухой лиственницы той же марки, уже позволяет уменьшить их толщину по сравнению с поясными досками на 25, а при марке 0 на 40, т. е. более, чем то необходимо.
Однако это решение возможно только при нормальной схеме стыка, когда поясные доски соединяются впритык и прокладка имеет небольшую длину. Для раздвинутых же стыков, применяемых при средних и больших пролетах сегментных ферм, оно не всегда осуществимо, так лак прокладки, перекрывающие раздвинутые стыки, имеют обычно столь большую длину 4 4,5 м, что получение таких досок иэ наиболее прочных пород леса может встретить большие затруднения.
Так как каждый из этих двух типов стыков имеет ограниченную сферу применения, то в большинстве случаев стыки конструируются с прокладками той же тЬлщины, что и поясные доски.
Толщина накладок, перекрывающих стыки, назначается из условия их прочности; в этом случае она должна быть не менее половины толщины поясной доски. Кроме того толщина накладок согласуется с типом связей стыка.
Основным видом соединений для стыков нижнего пояса независимо от их схемы являются цилиндрические нагели из стали.
При небольшой толщине стыка в тех случаях, когда пояс состоит из двух досок, вместо нагелей лучше применять гвозди, так как по сравнению с нагелями они меньше ослабляют поперечное сечение пояса и равномернее распределяют усилие по сечению.
Диаметр нагелей d и размеры гвоздей назначаются в соответствии с толщиной поясных д0. сок и прокладок иэ условия равно прочности соединения по смятию древесины в гнезде и по изгибу самого нагеля или гвоздя. При толщине досок 5 6 см это условие удовлетворяется при d 12 мм и при толщине досок 7 см цри d 16 мм.
Размещение нагелей производится в соответствии с ТУ и Н, а именно: расстояние между нагелями и от оси нагеля до торца доски вдоль волокон назначается равным или более 5d, между продольными рядами поперек волокон 1 не менее 2,5d и от оси нагеля до продольной кромки доски 1,5 d.
Расставлять нагели на наименьшем предельном расстоянии не рекомендуется во избежание большого ослабления пояса.
В практике Промстройпроекта шаг нагелей вдоль волокон принимается равным при d 12 мм 8,0 см и при d 16 мм 10,0 см. Число продольных рядов нагелей п в зависимости от их диаметра и от высоты досок указано ниже, в разделе Расчет сегментных ферм.
В нагельных и гвоздевых стыках обязательно ставятся стяжные болты во избежание раскрытия рабочих швов сопряжения. Число болтов обычно составляет 20 от числа нагелей; в гвоздевых же стыках ставится по 2 3 болта на полунакладку в зависимости от числа гвоздей. Эти болты размещаются по длине стыка равномерно.
По длине пролета стыки. рекомендуется разбивать симметрично относительно середины фермы и не чаще, чем через одну двойную панель нижнего пояса.
В фермах средних и больших пролетов, где длина панели нижнего пояса достигает 4 5 л, последнее условие может быть выполнено только при раздвинутых стыках. Раздвинутые стыки могут применяться и при малых пролетах ферм для уменьшения числа стыков и использования досок средней длины.
Фит. 21. Схема стыков нижнего пояса
Таким образом в зависимости от длины панели и от длины самих досок стыки нижнего пояса делаются или впритык фиг. 21, а или раздвинутыми фиг. 21, б в пределах панели.
Требование симметричного расположения стыков по длине пролета вызвано архитектурными и конструктивными соображениями в связи с приданием нижнему поясу и всей ферме строительного подъема.
3 Решетка
Конструирование основных рабочих элементов решетки предопределено общей конструкцией фермы, сечениями поясов и характером узловых сопряжений.
Стойки и раскосы решетки делаются из целых досок одинаковой толщины, обжимаемых в узлах ветвями верхнего и досками нижнего поясов.
В простейшем случае, когда пояса состоят из двух ветвей, элементы решетки имеют целое сечение из одной доски.
СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ
302
Фиг. 22
Вследствие большой гибкости досок устойчивость их при продольном изгибе И8 плоскости фермы часто бывает недостаточной даже при сравнительно небольших усилиях в решетке. Поэтому для увеличения жесткости они усиляются по всей длине между поясами нашивками из тонких досок на гвоздях фиг. 22.
Эти нашивки, ничем не соединенные с поясами, непосредственно не воспринимают действующих в решетке сжимающих усилий, но, значительно увеличивая жесткость основной доски, допускают повышение напряжений, а следовательно и нагрузки на решетку.
Размеры нашивок определяются необходимой жесткостью элементов решетки. Толщина их принимается обычно не менее 3 см и ширина не менее 1 см. Рекомендуемые типы поперечных сечений усиленной нашивками решетки приведены ниже, в разделе Расчет сегментных ферм.
Совместная работа основной доски с нашивками обеспечивается гвоздями, размеры которых назначаются в зависимости от толщины сплачиваемых элементов.
Длина гвоздей принимается примерно равной общей толщине'1 досок с тем, чтобы каждый гвоздь имел рабочие срезы в обоих швах сечения. Швы между основной доской и нашивками должны обладать одинаковой прочностью, так как выпучивание сжатых стержней решетки при продольном изгибе может происходить в обе стороны. В связи с этим гвозди необходимо забивать поровну с каждой стороны решетки. Размеры этих гвоздей в зависимости от толщины досок указаны ниже, в разделе Расчет сегментных ферм.
Применение нашивок не всегда однако оправдывается экономическими соображениями, кроме того необходимо учитывать, что они усложняют производство работ. Поэтому иногда целесообразнее увеличить толщину основной доски. Это необходимо в том случае, когда верхний пояс работает на продольный изгиб из плоскости фермы.
Для двух других, типов поясов из трех ветвей фиг. 9 и 10 элементы решетки получаются двухветвевыми, т. е. состоящими из двух цельных по длине досок фиг. 16 и 23.
Фиг. 23
Каждая из этих досок соединяется с поясами непосредственно и одинаково прочно.
Увеличение жесткости отдельных досок, необходимое при работе сжатых стержней решетки на продольный изгиб из плоскости фермы, достигается в этом случае постановкой между ними связей в виде прокладок на гвоздях, обеспечивающих совместную работу обеих ветвей.
Прокладки рекомендуется ставить и в растянутых стержнях решетки для выравнивания напряжений между досками и во избежание возможной перегрузки узловых сопряжений.
Прокладки могут быть сплошными по всей длине между поясами или разрезными, равно
мерно распределенными по длине элемента решетки.
Короткие прокладки изготовляются из отходов пиломатериалов при сборке ферм и в этом; отношении они имеют преимущество перед сплошными.
Размеры гвоздей, соединяющих доски решетки с прокладками, назначаются в соответствии с толщиной сплачиваемых элементов см. Расчет сегментных ферм.
Ширина всех стоек и раскосов решетки обычно принимается одинаковой, чтобы упростить производство работ и получить лучшее архитектурное оформление ферм. Кроме того не рекомендуется допускать решетки более широкой, чем высота поясов, так как в этом случае вследствие эксцентричной конструкции узлов см. ниже, в поясах возникают большие изгибающие моменты и ухудшается внешний вид фермы.
При проектировании ферм со шпренгельной решеткой большое значение имеет архитектурное решение пересечения шпренгелей с основными раскосами см. выше Схемы ферм.
Для одиночной решетки, а также и для решетки, усиленной нашивками, можно рекомендовать применение фасонок-накладок из фанеры. Если же это не допускается влажностным режимом цеха и имеется опасность расслоения фанеры из-за сырости, можно заменить фанеру тонким 1 1,5-лш листовым оцинкованным железом.
Эти фасонки соединяются со шпренгелями и с основными раскосами мелкими толевыми гвоздями.
Сжатйе элементы шпренгелей проще всего приторцевать к раскосам и только конструктивно соединить с фасонкой гвоздями; растянутые же элементы должны полностью передать свое усилие через фасонку фиг. 24. Поэтому направление волокон в наружных шпонах фанеры следует совмещать с направлением растягивающего шпренгель усилия.
Фиг. 24. Сопряжение шпренгелей с раскосом основной решетки
Элементы шпренгельной решетки рекомендуется центрировать на ось раскоса, что при такой конструкции узла не вызывает никаких затруднений.
При двухветвевой решетке можно обойтись, и без фасонок, соединяя шпренгели с основными раскосами помощью прокладок на гвоздях фиг. 25. В этом случае приходится допускать эксцентричное решение узла, что при малонапряженной решетке вполне допустимо и оправдывается достигаемой простотой производства работ и хорошим внешним видом конструкции.
Решетка обычно присоединяется к поясам на гвоздях, хорошо воспринимающих 8нако-
3 04
В. А. ЗАМ АР ЛЕВ
переменные усилия и обеспечивающих полную надежность работы решетки.
Существенным недостатком гвоздевых соединений является невозможность центрирования сходящихся в узле стержней даже при сравнительно небольших усилиях в решетке. Объясняется это тем, что для гвоздевого забоя необходима значительная площадь, особенно большая в тех случаях, когда гвоздь пробивает сходящиеся в узле доски более чем двух направлений. Размещение гвоздей ограничено нормами, соблюдение которых гарантирует конструкцию от раскалывания досок.
Вследствие этого ширина решетки обычно определяется условием размещения гвоздей в узлах верхнего пояса, что часто связано с большим, перерасходом древесины. Поэтому на практике допускают отступления от норм по размещению гвоздей и принимают наименьшее расстояние между гвоздями вдоль волокон древесины равным не 2Cd, a 6d, где d диаметр гвоздей.
Фиг. 25. Сопряжение шпренгелей с раскосом основной двухветвевой решетки
Эти отступления, как показывает опыт, не вызывают уменьшения прочности узловых сопряжений по сравнению с прочностью самих ферм.
Примеры размещения гвоздей в узлах верхнего и нижнего поясов приведены на фиг. 26. Размеры же гвоздей для крепления решетки к поясам.указаны в табл. 20.
В каждом j в те пояса необходимо ставить по одному стяжному болту для того, чтобы предупредить раскрытие рабочих швов сопряжения.
При конструировании узлов фермы нужно по возможности уменьшать величины эксцентриситетов сходящихся в узле элементов, так как от этого в значительной мере зависит прочность как верхнего, так и нижнего поясов. Особенно велико влияние эксцентриситета в фермах с фонарем.
Стойки решетки всегда следует располагать точно по геометрической схеме фермы, раскосы же из-за эксцентричной конструкции узлов приходится несколько смещать, но не более, чем на необходимую для размещения гвоздей величину. Это условие всегда удовлетворяется, если смежные кромки стоек и раскосов пересекаются на оси нижнего пояса фиг. 27, а кромки раскосов на оси верхнего пояса.
Если же в узлах верхнего пояса кроме раскосов имеются стойки в фермах с фонарем и с надстройками или подвески в фермах с подвесным потолком, то их нужно конструировать так же, как и узлы нижнего пояса.
Все указания по конструированию решетки и узловых сопряжений ее с поясами предполагают
нормальную конструкцию фермы. В некоторых случаях возможны отступления от этих методов.
5,0
Фиг. 26. Примеры размещения гвоздей в узлах верхнего и нижнего поясов
Фиг. 27 Принцип конструирования узла нижнего пояса
Фиг. 28
Например при чрезвычайно больших усилиях в решетке иногда увеличивают на два число досок в наиболее напряженных элементах ее, обжимая этими досками пояса фермы фиг. 28.
СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ
Такие решения нежелательны из архитектурных соображений и могут быть допущены только в исключительных случаях где совершенно не приходится обращать внимание на внешнее оформление конструкции, например для ферм с подвесным потолком.
4 Опорные узлы
а Общие сведения
Сопряжение верхнего и нижнего поясов в опорных узлах является наиболее сложной и ответственной конструктивной деталью сегментных ферм, значительно влияющей также и на их экономичность.
Со времени применения сегментных ферм предложено более двадцати конструкций опорных узлов.
Несмотря на это, в настоящее время нет такого решения, которое бы одинаково полно удовлетворяло производственным конструктивным и экономическим Требованиям.
Все предложенные типы опорных узлов по характеру передачи усилий с одного пояса на другой можно разделить.на две группы.
В группе 1 усилия передаются через прокладки и накладки, соединенные снижним поясом стальными цилиндрическими нагелями или гвоздями, так же как и в стыках нижнёго пояса.
В группе 2 эти усилия передаются только по наружным плоскостям поясов, поэтому прокладки являются конструктивным, а не рабочим элементом сопряжения.
Узлы группы 1, обладая целым рядом преимуществ по сравнению с узлами группы 2, получили наибольшее распространение в практике современного строительства.
Основным принципом решения этих узлов и их преимуществом является распределение действующих в поясах усилий на несколько равных между собой частей.
Так например, при двухветвевом поясе нагрузка на один рабочий шов меду прокладкой или накладкой и поясной доской составляет
усилия в поясе, а при трехветвевом равной
ширины соответственно
В связи с этим опорные узлы группы 1 могут быть сконструированы в дереве без металла целиком. Узлы группы 2 требуют применения металла, кроме того вследствие сосредоточения усилий в двух наружных накладках соединения нагельного типа используются в них нерационально и неэкономно.
бБе8метальные узлы
Простейшим и наиболее экономичным типом опорных узлов группы 1 являются узлы на щековых врубках верхний пояс врубается в прокладки и накладки, соединенные с нижним поясом фиг. 29.
Передача усилий с верхнего пояса на нижний происходит через щековые торцы на прокладки и накладки, а через них посредством нагелей или гвоздей на нижний пояс.
Врубки обычно конструируются ортогонально к верхнему поясу. Ортогональное решение имеет по сравнению с биссектрисным то преимущество, что исключает возможность скольжения верхнего
пояса по наклонным торцам и позволяет развить опорную площадь узла, которой часто бывает совершенно недостаточно для передачи нагрузки на опору. Кроме того при биссектрисном расположении щековых торцов в некоторых случаях необходимо излишне увеличивать высоту накладок и прокладок, чтобы полностью перекрыть торец верхнего пояса, в верхней его части.
План верхний пояс снят
М If ■in II J.1 I
11
i i
r
II ii I l 1 1
■ S.
1 ,
-41 1
A l
1
Фиг. 29. Узел на щековых врубках
Высота накладок и прокладок зависит от высоты поясов и от угла между ними и может быть или равна или больше высоты досок нижнего пояса. В последнем случае нижние кромки накладок и прокладок для увеличения рабочей площади скалывания обычно совмещают с нижней кромкой нижнего пояса. Получающееся при этом смещение их осей относительно оси нижнего пояса практического значения не имеет.
Конструктивно необходимая высота накладок и прокладок hH определяется следующей зависимостью:
hM 0,5fcM h0 cos a,
где hu и h0 высоты нижнего и верхнего поясов; a угол между ними.
Плоскость врубок можно располагать по центру узла фиг. 29 или смещать от него в направлении пролета фермы фиг. 30. В обоих
случаях расстояние а Ъ от оси опоры, проходящей через центр узла, должно быть равно половине длины опорной части 10 узла фермы, так как при несовпадении оси опоры с центром узла в нем возникают ивгибающие моменты, крайне нежелательные для щековых врубок.
Глубина щековых врубок всегда принимается равной половине ширины ветви верхнего пояса.
Толщина досок, из которых изготовляются накладки и прокладки равная толщине их в концевой части узла, должна быть не менее удвоенной глубины врубки даже в том случае, если на эти доски применяются более твердые породы леса.
306
В. А. ЗАМАРАЕВ
Прокладки узла рекомендуется делать цельными из одной доски, а не из двух, так как излишняя дробность прокладок не вызывается ни конструктивными, ни производственными требованиями.
В концевой части узла ставится не менее двух стяжных болтов, которые имеют не только конструктивное значение, но необходимы также для того, чтобы уравновесить момент, возникающий в накладках от внецентрённого приложения к ним через щековые торцы растягивающего усилия.
Длина концевой части узла от точки пересечения верхних кромок накладок и верхнего пояса обычно не превышает семикратной глубины врубки, так как дальнейшее увеличение ее не повышает в значительной мере прочности древесины в плоскости скалывания.
Для ферм с уширенной средней ветвью верхнего пояса для конструирования опорных узлов на щековых врубках приходится расчленять в опорном узле среднюю ветвь на две части с промежутком между ними, равным по ширине прокладке нижнего пояса фиг. 31.
Фиг. 31. Торец верхнего пояса с вырезом в средней уширенной ветви
в Узлы с металлическими ц а_ с т я м и
Указанные выше недостатки деревянных уэлов устраняются применением металла, гарантирующего высокую прочность конструкции заведомо бблыпую той, которую имеют деревянные элементы фермы, в частности пояса.
В первый период широкого применения сегментных ферм большое распространение получили узлы с прямыми тяжами из круглой стали фиг. 33.
План верхний пояс снят
trf t
-
1
г
i il
j
13
5 :
и
■1
j
i I
ii is
чттш.шя
j
Й
и м и
А А Аг-
IT
Лр-
il 1
4-J
j
Фиг. 32. Узел на нагелях
Прокладки и накладки этих узлов делаются составными из двух досок для того, чтобы между ними заложить тяжи, передающие усилия с одного пояса на другой. В каждой из этих досок по всей их длине устраиваются дорожки полукруглого поперечного сечения несколько большего диаметра на 2 3.мл, чем самые тяжи.
В этих случаях целесообразнее отказаться от применения щековых врубок, ибо небольшие неточности, допущенные при сборке узлов, могут значительно понизить прочность всей фермы.
Вследствие плохого сопротивления древесины скалыванию узлы на щековых врубках менее надежны, чем узлы других типов, и имеют лишь ограниченное применение.
Кроме того они требуют высокого качества работы при их сборке и применения на накладки и прокладки отборного леса, не имеющего никаких пороков, что не всегда осуществимо на практике.
Соверщенно исключается возможность их применения в тех случаях, когда промежуток между ветвями верхнего пояса фермы меньше ширины его отдельной ветви.
Вполне надежная конструкция опорного узла получается при передаче усилий с одного пояса на другой не врубками, при которых решающим фактором является прочность древесины на скалывание, а нагелями или гвоздями, соединяющими прокладки в концевой части узла с удлиненными накладками и прокладками нижнего пояса фиг. 32.
Несмотря на это преимущество, такие узлы могут применяться в редких случаях, например в фермах при перекрытии однопролетных зданий, так как в многопролетных зданиях сравнительно длинная концевая часть узла значительно усложняет конструкцию верха колонн.
о в
Вид снизу
: 1-. ft , -ft- _ jc.
-4-
- Jh
II Jr-
-ff тр-
r“
-IP
' 1' III ‘1
-41-
,1
;i
-qh-
.1 ll I'
1'
■I и
ii
zJtL-
- 1-1 1 14- -
-4 IL-
-it-
- -1Й
4F
Фиг. 33. Узел с прямыми тяжами
Тяжи располагаются в средней части высоты пояса с таким расчетом, чтобы сверху и снизу их можно было разместить по одному ряду нагелейболтов.
Под головки тяжей подкладываются сплошные шайбы, распределяющие усилия по торцам накладок и прокладок.
На другом конце тяжей усилие передается через швеллер, необходимый главным образом для выравнивания напряжений в ветвях досках поясов, и через опорный вкладыш, приторцованный к верхнему поясу. Плоскость этого торца, так же как и в узлах на щековых врубках, располагается ортогонально к верхнему поясу.
Опорные вкладыши изготовляются обычно из сосны и таким -образом, чтобы волокна их были направлены параллельно оси нижнего пояса.
СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ
307
Размеры опорного вкладыша необходимо назначать такими, чтобы торец верхнего пояса в верхней его части полностью перекрывался вкладышем и чтобы нагрузка на опору передавалась центрально, т. е. чтобы опорная доска располагалась симметрично относительно центра узла. Поэтому если вся нагрузка на опору передается только через вкладыши фиг. 33 когда они полностью перекрывают весь торец верхнего пояса, то рабочая длина опорной части фермы, а следовательно и длина вкладышей в нижней их части определяется, расстоянием а Ъ от точки пересечения нижней кромки нижнего пояса с наклонной плоскостью вкладыша до стенки швеллера.
Если же торец верхнего пояса в нижней части его не перекрывается полностью опорным вкладышем, то рабочая длина опирания фермы равна расстоянию от точки пересечения нижних кромок поясов до стенки швеллера; в этом случае наклонная плоскость вкладыша, а следовательно и торец верхнего пояса обычно располагаются по центру узла.
Для увеличения площади опирания фермы опорные вкладыши располагаются по всей ширине верхнего пояса, как это показано на фиг. 33, причем тяжи пропускаются через вкладыши с помощью кольцевых дорожек.
Нижняя кромка вкладыша обычно совмещается с нижней кромкой нижнего пояса, а ось швеллера с осью нижнего пояса. В связи с этим, если высота вкладышей больше высоты нижнего пояса, в накладках и прокладках могут возникнуть изгибающие моменты, однако эти моменты не имеют существенного значения, так как они не вызывают опасений за целость конструкции.
Тяжи опорных узлов должны быть снабжены нарезкой лишь на одном конце со стороны швеллера, на другом же конце достаточно обычной головки.
Ослабление сечения нарезкой составляет 35 45, поэтому принято осаживать эти концы тяжей с таким расчетом, чтобы сечение, ослабленное наревкой, было равнопрочно неослабленному сечению тяжа.
При небольших усилиях в нижнем поясе вместо двойных тяжей применяются одиночные, располагаемые по оси нижнего пояса.
Узлы с прямыми тяжами не дают общего решения для всех случаев в связи с тем, что составные из двух досок прокладки и накладки при небольшой толщине их не могут применяться из условия пропуска тяжей. Прежде эта толщина принималась не менее 7 см, что достигалось врезкой прокладок в поясные доски фиг. 33; в настоящее время, как уже указывалось выще Ьли нижний пояс, такая конструкция не допускается.
Кроме того эти узлы по сравнению с другими типами наиболее металлоемки, так как размещение нагелей-болтов только fe диа ряда по высоте пояса часто излишне увеличивает длину тяжей, а многослойность узла требует постановки значительного числа стяжных болтов обычно 40 от расчетного числа нагелей.
Основным типом опорных узлов являются узлы с применением круглых тяжей, огибающих закругленные торцы накладок и прокладок фиг. 34 и работающих по принципу гибкой нити.
В этой конструкции, дающей общее решение для опорных узлов сегментных ферм, частично
устранены недостатки узлов с прямыми тяжами.
Тяжи могут иметь две формы, изображенные на фиг. 35; вторая из них фиг. 35,6 применяется в тех случаях, когда это не вызывает затруднений при размещении нагелей.
Фиг. 34. Узел с тяжами, работающими по принципу гибкой нити
На торцах накладок и прокладок, а также в местах перегиба тяжей фиг. 36 под них подкладывается полосовое железо толщиной 3 4 мм для распределения нагрузки по площади смятия.
Фиг. 35. Формы тяжей
Дыры в стенке швеллера рекомендуется располагать ближе к его полкам для того чтобы стенка не могла деформироваться в плоскости тяжей с тем однако, чтобы можно было поставить шайбы под гайки тяжей. Шайбы эти делаются не плоскими, а с наклоном в одну сторону в связи с тем, что тяжи образуют не прямой, а косой угол со стенкой швеллера.
Опорные вкладыши между швеллером и торцом верхнего пояса делаются так же, как и в узлах с прямыми тяжами см. выше.
Конструкция опорных узлов на тяжах встречает возражения со стороны производственников вследствие трудности осадки концов тяжей под
Подкладки из полосового-
Яелезо толщ. 3-4 мы
Фиг. 36. Накладка узла.
нарезку, обусловленной экономией металла. Это обстоятельство не может однако иметь решающего значения, так как если осадка концов встречает затруднения, от нее в этих случаях можно отказаться и соответственно увеличить диаметры тяжей, тем более, что получающийся при этом перерасход металла по своему удельному весу в ферме сравнительно невелик 10 15.
.308
В. А. ЗАМАРАЕВ
Возможность простой регулировки натяжения узла путем подвинчивания гаек при сборке, обеспечивающая равномерную работу всех тяжей, а следовательно и нижнего пояса, послужила основным мотивом широкого применения этой конструкции.
Замена нарезки сваркой, не требующей осадки концов, не может быть пока рекомендована во всех случаях, так как этот способ еще не проверен на практике и может оказаться, что он не обеспечивает равномерной работы всех тяжей вследствие трудностей натяжения узла при сборке, а потому не дает уверенности в прочности нижнего растянутого пояса наиболее ответственного элемента фермы. Применение сварки допустимо в тех случаях, когда качество работы по сборке уела не вызывает никаких сомнений в надежности фермы.
Одна из возможных конструкций опорного узла на сварных хомутах из полосовой стали 1 приведена на фиг. 37с
VMU'7 г
1МШ
Сборка
S'
'тглт
9ЮОЫ для кАфЛаВ
Опорные
бкладыил
Опорные бклаОыши
План берхний яте смят
Лты для клиньеб
Фиг. 37. Узел на сварных хомутах из полосовой стали
Узлы группы 2 конструируются обычно с накладками-хомутами из котельной стали, через которые передаются усилия с одного пояса на другой.
Соединение этих хомутов с нижним поясом фермы осуществляется или на нагелях-болтах
фиг. 38 39 или на металлических шпонках фиг. 40 41.
Нагели работают здесь как двусрезное соединение 2 и потому используются нерационально, кроме того при большом числе нагелей приходится излишне удлинять хомуты, поэтому такие узлы применялись ранее только для ферм с двойными поясами.
Фиг. 38. Узел на хомутах из котельной стали
В производственном отношении они также не имеют никаких преимуществ, так как при сверловке дыр в нижнем поясе очень трудно добиться
Фиг. 39. Улучшенная конструкция узла на хомутах из котельной стали
их совпадения с дырами хомутов. Этот недостаток частично устранен в конструкции, приведенной на фиг. 39, где в одной из накладок соединенной
Фиг. 40. Узел с металлическими шпонками при двухветвевом сечении поясов
со швеллером болтами дыры размечаются и сверлятся в последнюю очередь.
Соединения на Металлических шпонках фиг. 40 41 не рекомендуются, так как даже при точной пригонке их к нижнему поясу совместная работа всех шпонок вследствие температурных воздействий и различных модулей упругости материалов не может быть обеспечена; кроме того они значительно осЛбляют сечение нижнего пояса.
1 Предложено инж. В. Г. Писчиковым.
1 В конструкциях первой группы нагели являются
многосрезными.
СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ
309
Одним из существенных недостатков узлов группы 2 является их сравнительно большая металлоемкость.
По сравнению с узлами группы 1 они не имеют никаких преимуществ и поэтому в настоящее
Фиг. 41. Узел с металлическими шпонками при трехветвеЕом сечении поясов
Фиг. 42. Схема вертикальных связей между фермами
б Связи между фермами
Основное назначение связей, располагаемых между фермами, состоит, в том, чтобы обеспечить устойчивость верхних поясов при продольном изгибе их из плоскости фермы.
При цилиндрическом профиле покрытия, когда кровля с перекрестным настилом опирается непосредственно на верхний пояс или на прогоны, располагаемые в узлах и ,в панелях, устойчивость его обеспечивается жесткостью кровли. В этом случае специальные связи И8 лишни и достаточно укрепления прогонов или сплошного настила гвовдями.
В фермах с фонарем связи необходимы только в панелях, расположенных под фонарем, так как в остальных панелях кровля устраивается так же, как и при цилиндрическом профиле покрытия.
При проектировании этих связей необходимо стремиться к тому, чтобы' они по возможности не затемняли цеха, были достаточно надежны в работе и просты в изготовлении, кроме того связи должны быть сконструированы таким образом, чтобы обрушение одной из ферм при аварии или при пожаре не вызвало вследствие наличия этих связей обрушения соседних ферм.
Связи могут быть расположены или в вертикальных плоскостях фиг. 42 или же в плоскости верхнего пояса.
В первом случае они конструируются И8 досок, и возникающие при выпучивании пояса из плоскости фермы поперечные силы передаются на кровлю, находящуюся над фонарем, которая должна быть поэтому надежно закреплена в железобетонной зоне или в торце здания.
Этот тип конструкции применяется сравнительно редко, главным образом потому, что раскосы связей увеличивают затемнение цеха. Чаще всего связи устанавливают в плоскости пояса в виде анкерных прогонов фиг. 43, располагаемых через узел по всей длине покрытия цеха или между железобетонными вонами. Расположение, их в каждом узле вызывает большое затемнение цеха и потому недопустимо. Анкерные прогоны конструируются из двух досок, раздвинутых на ширину стойки фонаря со сплошными или короткими прокладками для того, чтобы они могли воспринимать усилия обоих внаков.
Стыки досок рекомендуется назначать с обеих сторон каждой фермы по схеме, приведенной на фиг. 44, и перекрывать накладками фиг. 45 несколько большей толщины, чем доски прогона.
Прочность этих стыков определяется нагрузкой, допускаемой на прогоны, которая при учете продольного изгиба сравнительно невелика.
Наличие большого числа стыков прогонов небольшой прочности дает некоторую гарантию того, что обрушение одной из ферм не повлечет за собой обрушения соседних, тем более, что стыки, находящиеся в непосредственной близости от обрушающейся фермы, получают наибольшую нагрузку и следовательно имеют меньший запас прочности по сравнению с другими стыками.
Соединение анкерных прогонов с верхними поясами ферм вполне обеспечивается приторцовкой прокладок фиг. 45 к стойкам фонаря и к торцам прогонсв.
Надежность работы таких связей в значительной мере зависит от прочности закрепления концов анкерных прогонов, поэтому при проектировании связей необходимо обращать на это особое внимание.
При закреплении этих прогонов в железобетонных вонах рекомендуется применять круглое железо фиг. 46 с нареэкой на одном конце.
Закрепление прогонов со стороны торца зда
Tf
1
шшшттш
ж т ж т
. в.
ттг ч
II
1
Фиг. 43. Анкерный прогон
ния зависит от конструкции примыкающего к нему покрытия.
В тех случаях, когда в последнем пролете имеется бесфонарная ферма и когда кровля последнего пролета укладывается непосредстетвенно по верхнему ее поясу или по прогонам,
Кробля
Стойки фонаря надстройки
Ферма
junU Ий
Стыки
анкерных
прогоноб
Фиг. 44. Разбивка стыков анкерных прогонов
с L-i 1 i ►. : ; i
rHti
its
■ ■ 1 ■,
l i i j
ЕЁ
1Ш
Щ
iW
г-1 i 1
:i
1 II
ф
I'll 4 1 1 I 1 , J
Фиг. 45. Конструкция стыка анкерных прогонов
310
В. А. ЗАМАРАЕВ
возможны два варианта конструкции соединения с ней концов анкерных прогонов:
1 если кровля уложена по прогонам, то стыки этих прогонов с анкерными прогонами перекры-
1
г Т _ ,'
__L.iL.J_.
1 if I ■ 1
V- ‘ '
Г I _ II 1
1
Фиг. 46. Закрепление конца анкерного прогона
ваются, как обычно, накладками и прокладками и крепятся на гвоздях или на нагелях;
снована и что устойчивость верхнего пояса может быть достаточно обеспечена одними анкепными прогонами. 1'
Кроме того необходимо отметить большую трудность соединения тяжей с верхним поясом Обычно они пропускаются через прогоны и черев стойки фонаря фиг. 48, однако такое сопряжение и с конструктивной и тем более с производственной стороны не вполне удовлетворительно Поэтому целесообразно отказаться от установки перекрестных тяжей и основным типом связей между фермами считать прочно закрепленные по концам анкерные прогоны.
В фермах с надстройками связи принято располагать в вертикальных плоскостях через пролет и конструировать их по схеме, приведенной на фиг. 49, что при отсутствии верхнего света вполне допустимо. Рекомендуемая конструкция этих связей приведена на фиг. 50.
В зависимости от архитектурных требований связи могут располагаться или в каждом узле верхнего пояса или же через у8ел.
Перекрестные тяШ k
Анкерные прогоны
Прогон для опоры. ноги фонаря
2 если по верхнему поясу уложен сплошной безреберный настил, то анкерные прогоны пропускаются на всю длину этого настила до следующей фермы или до торца между его брусками и стыкуются так же, как и в варианте 1. Настил в этом случае укладывается на подкладки по верхнему поясу.
Кроме анкерных прогонов в плоскости верхнего пояса, не реже, чем через четыре пролета, между фермами обычно устанавливаются перекрестные тяжи из круглой стали фиг. 47, которые вместе с верхними поясами сегментных ферм и с прогонами образуют ферму жесткости, защемленную в межфонарной кровле покрытия. Несмотря на то, что предусмотренные проектом тяжи не всегда устанавливались на практике, нам не известно ни одного случая обрушения покрытий по сегментным фермам или большого выпучивания верхнего пояса ферм, если только прогоны связей были достаточно прочно закреплены по концам.
Поэтому йЬжно предполагать, что установка тяжей в каждом пятом пролете не вполне обо-
Вместо раскосных связей имеет смысл применять анкерные прогоны того же типа, как и для ферм с фонарем, которые дают лучшее архитектурное решение по сравнению с раскосными свя-
Фиг. 48. Соединение тяжей с верхним поясом и прогонами
СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ
311
зями, в особенности при наличии верхнего В некоторых случаях может оказаться целесосвета. образным сочетание анкерных прогонов с рас-
Прочность конструкции, в которой закрепля- косными связями, располагаемыми в этом слу-
ются концы анкерных прогонов, должна допу- чае не через один, а через несколько пролетов.
Разрез 1-1
Разрез 2-2
План расположений сбязей
скать надежное воспринятие этой конструкцией возможных усилий в прогонах.
6 Крепление ферм на опорах
Специальное крепление сегментных ферм на колоннах и на стенах необходимо только для сооружений, расположенных в сейсмических районах или в местностях, где сильные порывы ветра создают опасность отсоса, прет восходящего по величине постоянную нагрузку на покрытие.
Конструкции этих креплений должны:
1 обеспечивать надежность работы крепления при воздействии нагрузок,
2 допускать свободное падение ферм при случайной аварии или при пожаре бее большого повреждения колонн.
Конструкции креплений здесь не приводятся, так как они общие для всех типов ферм и для сегментных ферм не имеют отличительных особенностей.
В обычных случаях вполне допустимо свободное опирание ферм на колонны и на стены здания, даже при сравнительно больших тормозных- усилиях мостовых кранов, которые все же не превосходят сил трения между фермой и ее опорой.
7 Строительный подъем
Придаваемый фермам строительный подъем имеет главным образом архитектурное значение, так как небольшое провисание нижнего пояса, возможное вследствие рыхлых деформаций в узловых соединениях и в стыках, совершенно не опасно для конструкции. Но кроме того удачно назначенная и точно выполненная стрелка строительного подъема позволяет по уменьшению ее легко установить провисание фермы и в извест-
Ширина ре''шетки фермы
Фиг. 50. Конструкция вертикальных связей
312
В. А. ЗАМАРАЕВ
ной мере судить о ненормальностях в работе фермы.
Для сегментных ферм стрелка строительного
подъема обычно принимается равной от
расчетного пролета I. При проектировании, а также и при сборке ферм необходимо учитывать,
что излишнее увеличение стрелки 260
влечет sa собой уменьшение прочности нижнего пояса и изменение усилий в решетке.
Строительный подъем придается изменением геометрической схемы фермы при сборке. Нижнему поясу фермы придается очертание ломаной в стыках линии с расчетной стрелкой по середине пролета.
Расчетный радиус кривизны верхнего пояса уменьшается соответственно стрелке подъема нижнего пояса настолько, чтобы высота фермы по середине пролета между осями поясов была равна высоте, принятой в геометрической схеме.
Величина этого радиуса Rcmp определяется по формуле:
I2. h --fcyip
И-стр 8 ft tempi
где I и h расчетные пролеты и высота фермы; femp величина строительного подъема.
8 Надстройки и несущая конструкция фонаря
Основными элементами надстроек по фермам являются стойки и ригель, по которому устраивается кровля фиг. 51.
Стойки принято располагать в узлах верхнего пояса фермы, т. е. на равном расстоянии по длине пролета. Для упрощения производства работ форма и размеры поперечного сечения стоек обычно принимаются такими же, как и для решетки фермы.
ОПШу ригель
гС
Фиг. 51. Схема надстройки на ферме
Ригель надстройки рекомендуется делать из одной целой доски или из бруса для того, чтобы можно было лучше укрепить на нем настил или прогоны кровли.
В несущей конструкции фонаря кроме стоек и ригеля имеются ноги фонаря, располагаемые в плоскости каждой фермы и по середине пролета между фермами фиг. 52. Ноги, так же как и ригель, рекомендуется делать из целого бруса. Крайние стойки, поддерживающие надфонарную кровлю фиг. 53, располагаются от ноги фонаря на расстоянии двух панелей верхнего пояса, при этом внешние нагрузки, действующие на длине проекции АВ этих панелей, распределяются при помощи раскоса ВС между узлами А и В фермы так же, как и в простой балке пролелетом АВ. Эти раскосы кроме того необходимы для воспринятия конструкцией фонаря и фермой ветровой и несимметричной снеговой нагрузок.
4. Расчет
1 Общие указания
Точный расчет сегментных ферм представляет собой весьма сложную многократно статически неопределимую задачу, решение которой кроме
того усложняется рядом конструктивных особенностей этой системы. Важнейшими из них являются:
Нормальные прогоны
Промежуточная нога фонаря
Усиленный прогон
Узел а при кровле в виде деревоплиты
3 Моздя £9Q-1Q0
Вид снизу 510 7,5
Q
'I'1' I'
Ф.
3-5
■Грозди L 90-100 Узел А при холодной кровле 2-3 гвоздя £-150
Фиг. 52. Расположение наклонных импостов ног фонаря
1 неразрезность верхнего пояса при наличии между его ветвями сплошных, но разрезанных в узлах прокладок, соединенных с ветвями пояса гвоздями;
Ригель строки
Фиг. 53. Схема несущей конструкции фонаря в плоскости фермы
2 эксцентричное присоединение решетки в узлах верхнего и нижнего поясов, существенно влияющее на распределение изгибающих пояса моментов.
Но даже учет всех особенностей конструкций еще не гарантирует соответствия результатов расчета действительной игре сил в конструкции
СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ
ибо такие важнейшие факторы, как определение внешних нагрузок и неоднородность строения древесины, не поддаются точному учету. Кроме того точный метод расчета недоступен рядовому проектировщику и требует большой затраты труда и времени.
Учитывая все это, приходится отказываться от излишних уточнений и пользоваться на практике излагаемым ниже приближенным методом расчета, дающим вполне удовлетворительные результаты, неоднократно проверенные испытаниями сегментных ферм и их многолетней работой в покрытиях.
2 Нагрузки
Постоянными нагрузками являются: кровля, подвесные потолки, надстройки по фермам, фонари и собственный вес ферм.
Все эти нагрузки распределены более или менее равномерно по длине пролета, поэтому с целью упрощения расчета с достаточной для практики точностью их можно считать равномерно распределенными. По тем же соображениям нагрузка от остекленных поверхностей
фонаря принимается равной по величине весу кровли.
Основной временной нагрузкой является снег, кроме того на фермы могут действовать нагрузки от ’ подвесного монорельсового транспорта.
а Равномерная нагрузка по всему пролету
6J Односторонняя нагрузка р на полу пролете ШШШШШПШЙщ' L 0,5i J
Фиг. 54. Схемы снеговой нагрузки
Схемы снеговых нагрузок учитываются ho ОСТ
-yv - 45356. Применительно к сегментным фер-
Таблицы усилий в элементах сегментных ферм Таблица 1
Таблица 2
JU
ГЙ
4
Об
ю
-5 ♦
15
в
21 WslO 4
12
L au
Id J
LrfJ
LflrJ
L и
24
1652
Р 0,i370gl; R0 Л 0,9464
I 20 - 24 м; 4- 4-
I о
Р 0,1075ql; R0 0,83331
стержней
Длина
Усилия от нагрузок
равномерн.
одностор.
стержней
Длина
Усилия от нагрузок
равномерн.
одностор.
о
о
И
Н
ft
D
ю
о
о
И
atSj
и
м
я
а
PS
о
сЗ
Рн
Я
м
о
н
О
1-10
2-11
3-13
4-14
5-16
6-17
7-19
8-20
9-10
9-12
9 15
9 18
9 20
11-12
12-13
14-15
15-16
17-18
18-19
10-11
13-14
16-17
19-20
0,10201 0,14691 0,14051 0,13751 0,13751 0,14051 0,14691 0Д0Л1
0,08901 0,27401 0,27401 0,27401 0,08901
0,17101 0,17101 0,19801 0,19801 0,17101 0,17101
0,04901 0,13291 0,13291 0,0490I
6,яр
6,4Р
6.5Р
6,4Р
6,4Р
6,5Р
6,4Р
6,8Р
5,0Р
4,7 Р
3,9Р
3,8Р
2,чр
2,5Р
1,8Р
1,9Р
о
ttj
о
11
а
в
и
и
р
D
PQ
6,0Р 6,2Р 6,4Р 6,2Р 6,0Р
4,4 Р 4.2Р 3,2Р 2,0Р 1,6 Р
1 12
2 13
3 14
4 16
5 17
6 19
7 20
8 22 9 23
10-24
0,08631
0,12021
0,11411
0ДГ961
0,10801
0,10801
0,10961
0,11411
0,12021
0,08631
-0,3 Р
0.2Р
0,1Р
- 0,1 р 02Р 0,3 Р
0,2Р
0,5 Р
1,0Р -1,1 Р 0,6 Р
0,4Р
о
о
Н
Н
Н
W
11-12
11-15
11 18
11-21
11 24
0,17751
0,21501
0,21501
0,21501
0,17751
0,2Р
0,0Р 0,0 Р 0,2Р
0,1 Р
0,4Р 0,4Р 0,3 Р
к
о
Рч
12-13
14-15
15-16
17 18
18 19 20 21 21-22 23 24
0,11741
0,17601
0,17601
0,19901
0,19901
0,17601
0,176П1
0,11741
13-14
16-17
19 20
22 23
0,10231 0,16001 0,1601 0,1023I
7,7 Р
7,5 Р -7,0 Р
7,1Р
7,0 Р
7,0Р
7,1Р
7,0Р
7,5Р
7,7 Р
6,4Р 6,8Р 7,0Р 6,8Р 6.4Р
0,ЗР -0,ЗР 0,2Р
0,1 Р
0.1Р 0,2Р
0,3 Р 0,ЗР
о,1Р о,1Р 0.1Р 0ДР
5,6Р
5,1Р
4,8Р
4,1Р
4,0Р
2,8Р
2,9Р
2,1 Р
2,ЗР
2,1Р
4,6 Р
- 4,4Р - 3,4Р - 2,4Р -1,7Р
0,0Р
0,зр
0,6Р 1,1Р
- 1,2Р 0,7Р -0,6Р 0,4Р
-0,3 Р - 0,4Р 0,4Р 0,8Р
■314
В. А. ЗАМАРАВ В
мам обычными схемами снеговых нагрузок являются: 1 равномерная фиг. 54,о и 55,а во всех случаях, односторонняя фиг. 54,6 при -цилиндрической и плоской кровле и неравномерная фиг. 55,6 для многопролетных покрытий с трапециевидными или М-образными фонарями.
Интенсивность равномерно распределенной нагрузки принято определять на погонный метр горизонтальной протекции верхнего пояса.
При определении схем неравномерного загружения покрытия кроме нормативных данных необходимо учитывать местные условия районов, так как схемы, установленные стандартом, не могут охватить всего разнообразия метеорологических факторов.
Ветровую нагрузку на фермы принято не учитывать, так как при цилиндрическом очертании
покрытия она разгружает ферму, а при наличии фонарей трапециевидного' очертания влияние
■L'-
Фиг. 55. Схемы снеговой нагрузки на кровли многоэтажных вданий с фонарями
ее на величину усилий невелико, тем более, что в ряде случаев часть ветровой нагрузки воспринимается непосредственно кровлей.
Таблица 3
Таблица 4
Р 0,0885gl; R0 0,83331
I 30 35 At; -J- T Р 0,0752g; ДО 0,83331
стержней
Длина
Усилия от нагрузок
равномерн.
одностор.
стержней
Длина
Усилия от нагрузок
равномерн.
одностор.
о
Ь5
0
Н
ISi
а
х
01
D
PQ
о
W
о
Н
И
1st
И
Я
о
о
й
о
ст5
Рч
а
Й
о
н
О
1-14
2 15
3-17
4-18
5 20
6 21
7-23
8-24
9-26
10 27
11 29
12 30
13-14
13-16
13 19
13-22
13 25
13-28
13-30
15-16
16-17
18 19
19-20 21-22 22-23
24 25
25 26
27-28
28-29
14 15
17-18
20-21
23-24
26-27
29-30
0,06951
0,10031
0,09521
0,09211
0,08991
0,08871
0,08871
0,08991
0,09211
0,09521
0,10031
0,06951
0,0575I 0,1770I 0,17701 0,17701 0,17701 0,17701 0,05751
0,12401 0,12401 0,17141 0,17141 0,18851 0,18851 0,17141 0,17141 0,12401 0,12401
0,03981 0,12921 0,16181 0,16181 0,12221 0,03981
- 9.3Р
- 8,7Р
- 8,8Р
- 8,6Р
- 8 ,Р
- 8,4Р
- 8,4Р
- 8,5 Р
- 8,6Р
- 8,8Р
- 8,7 Р
- 9,ЗР
7.7Р 8,0Р 8,ЗР 8,4Р 8,ИР 8,0Р 7,7Р
0,5Р 0,1Р -0,2 Р
0,0Р 0,0Р 0,0 Р 0,0Р
0,2Р 0,1 Р
0,5Р
0,4Р 0,1Р 0,0 Р
о,ор
0ДР 0,4Р
7,ар
6,5 Р
6,1 Р
5,8Р
4,9Р
4,ЗР
3,6Р
3,6 Р
2,8Р
2,9Р
2,4-Р
2,5Р
5,8Р 5,8Р 5,ЗР 4,2Р -3,1Р
2.4Р
2,1Р
0,1 Р
0,ЗР 0,6Р
0,9;Р 1,3 Р
1,4Р 0,9Р
0,7 Р 0.4Р
0,5Р
0 1Р - 0,ЗР -0,3 Р 0,4Р 0,4Р 0,3Р
о
W
о
И
И
a
о.
£
CQ
о
ей
Рн
И
Й
зй
О
н
О
1-16
2-17
3-18
4-20
5-21
6-23
7-24
8-26 9 27
10-29
11-30 13-32
13-33
14 34
15-16
15 19
15-22
15 25
15-28
15-31
15-34
16-17
18-19
19 20 21 22 22-23
24-25
25 26
27-28
28-29
30-31
31 32 33-34
17-18
20-21
23-24
26-27
29 30
32 33
0,06081 0,08681 0,08221 0,07931 0,07711 0,07621 0,07581 0,07581 0,07621 0,07711 0,07931 0,08221 0,08681 0,06081
0,12401
0,15041
0,15041
0,15041
0,15041
0,15041
0,12401
0,08291 0,13421 0,13421 0,17061 0,17061 0,18321 0,18321 0,17061 0,17061 0,13421 0,13421 0,08 91
0,0778I 0,13601 0,16341 0,16341 0,13601 0,07781
10,9Р
- 10,7Р
- Ю,1Р
- 10, ЗР
- 10.1Р
- 10,1Р
- 10,1Р
- 1и,1Р
- 10,IP
- 10,IP
- 10,3 Р
- 10,IP
- 10,7Р
- 10,9Р
8,9Р 9,6Р 10,0Р Ю.1Р 10,0Р 9,6Р 8,9Р
’
t
0,4Р 0,6 Р 0 ,4Р 0,4 Р 0,2 Р 0,1 Р 0,1 Р 0,2 Р 0,4 Р 0,4 Р 0,6 Р 0,4 Р
о.зр
0,1 Р 0,3 р 0,ЗР 0,1 Р 0,3 Р
8,0 Р
7,6 Р
7,ЧР
6,7 Р
6,5Р
5,7Р
5,7 Р
4,4Р
4,4Р
3,5Р
3,6 Р
2,9 Р
3,1 Р
2,9Р
6.6Р 6.6Р 6.1Р 5.0Р 3,8Р 3.0Р 2.3Р
0,IP
о,IP
0,ЗР 0.7Р
1,0 Р 1,7Р
1,6Р 1,2 Р Zl,0P 0.7Р -0.6Р 0.4Р
- 0,1 Р -0,3 Р
0,7 Р 0.3Р 0.4Р 0,4Р
СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ
315
P 0,1370gl; Ai.
Таблица 5
стержней
Длина
Усилия от нагруэок
равномерн.
неравномерн.
стержней
Длина
Усилия от нагрузок
равномерн.
неравномерн.
и
л
D
PQ
о
о
Н
4
И
В
1-8
0,10201
2-9
0,14691
3-11
0,14051
3 12
0,13751
4-14
0,13751
4-15
0,14051
5 17
0,14691
6-18
0,10201
7-8
7-10
7 13
7 16
7-18
0,08901 0,27401 0,2740I 0,27401 0,08901
6,8Р
6,4Р
5,9Р
5,8Р
5,8Р
5,9Р
6,4Р
6,Р
6,0Р 6,2Р 6,4Р 6.2Р 6,0Р
-6,4 Р -6,0Р
5,4Р
5,ЗР
5,6Р
5,7Р -6,9Р -7,3 Р
5,6Р 5.7Р 5,8Р
,3£
6,4Р
9-10
0,17101
0,ЗР
-0,2Р
10 11
0,17101
0,5Р
0,5Р
12 13
0,19801
0,8 Р
0,9Р
13-14
0,19801
0,8Р
0,4Р
15-16
0,17101
-0,5Р
- 0,9Р
16 17
0,17101
0,ЗР
0,1Р
1st
К
о
н
О
8-9
11-12
14-15
17-18
0,04901
0,13291
0,13291
0,04901
4- 0,2Р 4-0.9Р
4- о,яр
0,2Р
0,1Р 0,8Р 0,9Р ОДР
Таблица 6
Схема I
Схема II
I 15 19 м; -у Т; 0 0,94641; Р- 0,1075 1
:ТЧ
стержней
Длина
Схема I
Схема II
стержней
Длина
Схема I
Схема II
Усилия от нагрузок
Усилия от нагрузок
равно
мерн.
неравно
мерн.
равно
мерн.
неравно
мерн.
равно
мерн.
неравно
мерн.
равно
мерн.
неравно
мерн.
Верхний пояс
1-10 2 11.3 12
3 14
4 15
5 17
6 18 6-20
7 21
8-22
0,0804 1 0,1172 1 0,1124 1 0,1099 1 0,1017 1 0,1017 1 0,1099 1 0,1124 1 0,1172 1 0,0804 1
8,8 Р 8,6 Р -8,2 Р -8,2 Р -8,1 Р 8,1 Р 8,2 Р 8,2 Р -8,6 Р 8,8 Р
-7,4 р -7,1 Р -6,8 Р -6,5 Р -6,4 Р -6,8 Р -6,9 Р -8,3 Р -8,7 Р -9,5 Р
-8,8 Р -8,6 р -8,2 Р -7,9 Р -7,7 Р 7,7 Р -7,9 Р 8,2 Р -8,6 Р 8,8 Р
-8,6 Р 8,3 Р 7,9 Р 7,5 Р 7,4 Р 7,6 Р 7,7 Р -8,6 Р 9,0 Р -9,6 Р
о
03
10-11
12 13
13 14
15 16
16 17 18 19
. 19 20 21 22
0,1146 1 0,1598 1 0,1598 1 0,1788 1 0,1788 1 0,1598 1 0,1598 1 0,1146 1
0,2 р 0,5 Р 0,8 Р 0,0 р 0,0 Р 0,8 Р 0,5 Р 0,2 Р
0,1 Р 0,7 Р 0,5 Р 0,2 Р 0,5 Р ОД Р 1,7 Р 0,2 Р
0,2 р 0,2 р 0,5 Р 0,7 Р 0,7 Р 0,5 Р 0,2 Р 0,2 Р
0Д Р 0,2 р 0,5 Р 0,6 р 0,3 р 0,9 Р 0,2 Р 0,1 Р
Н
15
О
н
О
11 12
14 15
17 18
20 21
0,0868 1 0,1368 0,1368 1 0,0868 1
0,4Р 0,6 Р 0,6 Р 0,4 Р
0,5 Р 0,2 Р 0,4 Р 1,2 Р
0Д Р 0,9 Р 0,9 Р 0Д Р
0Д Р 0,8 Р 0,8 Р ОД Р
Нижний
пояс
9-10 9 13 9 16 9-19 9 22
0,1775 1 0,21 Г0 1 0,2150 1 0,2150 1 Q.1775 I
4-7,7 Р 7,5 Р 4-8,0 Р 7,5 Р 7,7 Р
6,5 Р 6,1 Р 6.5 Р 6,8 Р 8,2 Р
7,7 Р 8,1 Р 8,2 Р 8,1 Р 7,7 Р
7,5 Р 7,7 Р 7,8 Р 8,1 Р 8,2 Р
316
В. А. ЗАМАРАЕВ
Таблица 7
Схема It Схема IX
I 20-24 м; - 4-: R 0.8333 I; Р 0,1075 ql I о
зчгь
стержней
Длина
Схема I
Схема И
стержней
Длина
Схема I
Схема II
Усилия от нагрузок
Усилия от нагрузок
равно-
мерн.
неравно-
мерн.
равно-
мерн.
неравно-
мерн.
равно-
мерн.
неравно-
мерн.
равно-
мерн.
неравно-
мерн.
1 10
0,0863 1
7,7 Р
-6,7 Р
7,7 Р
7,4 Р
10 11
0,1174 1
0,3 Р
0,0 Р
0,3 Р
0,3 р
о
hr
2 11
0,1202 1
7,5 Р
6,3 р
7,5 Р
7,2 Р
12 13
0,1760 I
0,3 Р
0,7 Р
0,3 Р
0,2 р
И
О
3 12
0 1141 1
7,1 Р
5,9 Р
7,1 Р
6,8 Р
3
13 и
0,1760 I
0,8 Р
0,5 Р
0,4 Р
0,4 р
И
3 14
0,1096 1
7,1 Р
5,5 Р
6,8 Р
6,4 Р
о
15 16
0,1990 1
0,1 Р
0,2 Р
0,7 Р
0,7 р
:S
4 15
0,1080 1
6,9 Р
5,4 Р
6,7 Р
6,3 Р
к
о
16 17
0,1990 1
0,1 Р
0,4 Р
0,7 Р
-0,3 Р
tsl
5 17
0,100 1
6,9 Р
5,8 Р
6,7 Р
6,5 Р
аЗ п.
18 19
0,1760 I
08 Р
0,0 Р
0,4 Р
0,8 Р
Я
6 18
0,1096 1
7,1 Р
5,9 Р
6,8 Р
6,6 Р
НН
19 20
0,1760 1
0,3 Р
1,5 Р
0,3 Р
0,1 Р
л
13
6 20
0,1141 1
7.1 Р
7,1 Р
7,1 Р
7,4Р
21 22
0,1174 1
0,3 Р
-0,1 Р
0,3 Р
0,1 р
П
7 21
0,1202 t
7,5 Р
7,5 Р
7,5 Р
7,9 Р
8 22
0,0863 I
7,7 Р
8,3 Р
7,7 Р
8,4 Р
a
11 12
0,1023 1
0,4 Р
1,0Р
0Д Р
0,1 р
Й
за
14 15
0,1600 1
0,5 Р
0,2 Р
0,9 Р
0,8 Р
9 10
0,1775 г
6,4 Р
5,6 Р
6,4 Р
6,1 Р
о
t-l
17 18
0,1600 1
0,5 Р
0,4 Р
0,9 Р
0,9 Р
М S
9 13
0,2150 1
6,4 Р
5,2 Р
6,8 Р
6,5 Р
С
о
20 21
0,1023 I
0,4 Р
-1,1 Р
0,1 Р
0,1 Р
Э я о
9 16
0,21л0 1
7,0 Р
5,5 Р
7,0 Р
6,6 Р
У и
9 19
0,2150 1
6,4 Р
5,8 Р
6,8 Р
6,9 Р
Я
9 22
0,1775 1
6,4 Р
6,8 Р
6,4 Р
7,0 Р
Таблица
Схема I Схема II
1 25-29 м; - 4-; К.0,8333 1; Р 0,0885 ql I о
стержней
Длина
Схема I
Схема II
зм®
стержней
Длина
Схема I
Схема II
Усилия от нагрузок
Усилия от нагрузок
равно-
мерн.
неравно-
мерн.
равно-
мёрн.
неравно-
мерн.
равно-
мерн.
неравно-
мерн.
равно-
мерн.
неравно-
мерн.
1 12
0,0695 1
9,3 р
- 7,8 р
9,3 р
8,4 Р
13 14
0,1240 1
-0,5 Р
0,2 Р
-0,5 Р
0,4 Р
2 13
0,1003 1
8,7 Р
7,3 Р
8,7 Р
7,9 р
14 15
0,1240 1
-0,2 Р
-0,5 Р
0,3 Р
0,1 Р
о
3 15
0,0952 1
8,6 Р
6,7 Р
8,8 Р
7,8 Р
16-17
0,1714 1
1,0 Р
-0,5 Р
0,3 Р
0,6 Р
О
3 16
0,9921 1
8,3 Р
- 6,4 Р
8,5 Р
7,5 Р
17-18
0,1714 1
0,1 Р
0,1 Р
0,7 Р
0,4 Р
И
4 18
0,099 1
8,7 Р
6,6 Р
-8,5 Р
7,3 Р
о
19 20
0,1885 1
-0,1 Р
0,3 Р
0,1 Р
-0,2 Р
. а
5 19
0,0887 1
-8,6 Р
- 6,5 Р
8,5 Р
- 7,2 Р
Рн
О
20 21
0,1885 1
-0,1 Р
0,5 Р
-0,1 Р
0,5 Р
и
hn
6 21
0,0887 1
8,6 Р
6,9 Р
8,5 Р
7,5 Р
стЗ
Q.
22 23
0,1714 1
0,1 Р
-0,8 Р
0,7 Р
-0,1 Р
з
7 22
0,0899 1
8,7 Р
7,0 Р
8,5 Р
- 7,6 Р
Г1
23-24
0,1714 1
1,0 Р
0,3 Р
0,3 Р
1,3 Р
Рн
п
8 24
0,0921 1
8,3 Р
7,7 Р
8,5 Р
- 8,5 Р
25-26
0,1240 1
0,2 Р
1,6 Р
0,3 Р
-0,2 Р
PQ
8 25
0,09Г2 1
8,6 Р
8,0 Р
8,8 Р
8,9 Р
26-27
0,1240 1
0,5 Р
0,8 Р
-0,5 Р
-0,1 Р
8 27
0,1003 1
8,7 Р
Ю,4Р
8,7 Р
9,4 Р
9 28
0,0695 1
9,3 Р
10,9 Р
93 Р
10,1 Р
12 13
0,0398 1
0,4 Р
0,1 Р
0,4 Р
0,3 Р
о
В
15-16
0,1222 1
1,0 Р
0,8 Р
0,5 Р
-0,6 Р
Я
11 12
0,0575 1
7,7 Р
6,4 Р
7,7 Р
6,9 Р
Й
а
18-19
0,1618 1
-0,1 Р
0,2 Р
-0,5 Р
-0,2 Р
W
И
11-14
0,1770 1
8,0 Р
6,5 Р
8,0 Р
7,2 Р
о
21-22
0,1618 1
-0,1 Р
0,3 Р
0,5 Р
-0,4 Р
ЭЙ
11-17
0,1770 1
8,5 Р
6,5 Р
8,1 Р
6,9 Р
е
О
24-25
0,1222 I
1,0 р
0,9 Р
-0,5 Р
1,0 Р
а
11-20
0,1770 1
8,5 Р
6,6 Р
8,5 Р
7,3 Р
27-28
0,0398 1
0,4 Р
-0,6 Р
0,4 Р
0,1 Р
й
11 23
0,1770 I
8,5 Р
7,3 Р
8,1 Р
7,6 Р
н
11-26
0,1770 1
8,0 Р
8,5 Р
8,0 Р
8,3 Р
Д
11-28
0,0575 I
7,7 Р
9,1 Р
7,7 Р
8,3 Р
СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ
317
Таблица 9
Схема II
1 30-35 м;
R0 0,8333 I; Р 0,0752 gl
О
стержней
Длина
Схема I
Схема II
Усилия от нагрузок
равно-
мерн.
неравномерн.
равно-
мерн.
неравно-
мерн.
34
стержней
Длина
Схема I
Схема II
Усилия от нагрузок
равно-
мерн.
неравно-
мерн.
равно-
мерн.
неравно-
мерн.
о
К
о
И
а
И
к
А
13
Д
о
W
о
и
н
1-14
2-15
3-16 4-18
4-19
5-21
6-22
7-24
8-25
9-27 9-28
10-30
11-31
12-32
0,0608 I 0,0868 Z 0,0822 I 0,0793 I 0,0771 I 0,0762 I 0,0758 I 0,0758 I 0,0762 I 0,0771 I 0,0793 I 0,0822 I 0,086;' I 0,0608 I
10,9 Р -10,7 Р 10,2 Р
9,9 Р
9,7 Р -10,0 Р -10,0 Р 10,0 Р -10,0 Р
9,7 Р
9,9 Р 10,2 Р -10,7 Р -10,9 Р
9,5 Р
9,2 Р
8,8 Р
8,2 Р
8,0 Р
8,0 Р
8,0 Р
8,4 Р
8,4 Р
9,1 Р
9,4 Р -11,0 Р 11,6 Р -12,4 Р
-10,9 Р -10,7 Р -10,2 Р -10,1 Р -10,0 Р
9,9 Р
9,9 Р
- 9,9 Р
- 9,9 Р -10,0 Р 10,2 Р 10,2 Р -10,7 Р It,9 Р
10,4 Р -10,0 Р
- 9,5 Р
- 9,4 -9,1 -3,9
- 8,9
- 9,1
- 9,2 Р -10,0 Р -10,3 Р -10,9 Р 11,5 Р 12,1 Р
13-14
18-17
13 20
13 23
13-26
13 29
13 32
0,1240 I 0,1504 I 0,1504 I 0,1504 I 0,1504 I 0,1504 I 0,1240 Z
8,9 Р 9,5 Р 9,8 Р 9,9 Р 9,8 Р 9,5 Р 8,9 Р
7,8 Р 8,1 Р 7,9 Р 8,1 Р 8,7 Р 9,7 Р 10,3 Р
8,9 9,5 9,5 9,9 9,5 9,5 8,9
8,5 Р 8,5 Р 8,5 Р 8,9 Р 9,2 Р 9,9 Р Ю,1 Р
о
ё
ев
14-15
16-17
17 18
19-20
20-21
22-23
23-24
25 28
26-27
28 29
29 30 31 32
0,0829 I 0,1342 I 0,1342 I 0.1706 I 0,1706 I 0,1832 I 0,1832 0,1706 I 0,1706 I 0,1342 I 0,1342 I 0,0829 I
0,4 -0,4 -0,2 -0,9 0,1 -0,1 -0,1 0,1 -0,9 -0,2 0,4 Р 0,4 Р
0,2 -0,1 -0,5 -0,4 0,1 -0,4 0,6 -0,9 0,4 -1,5 Р 0,5 Р -0,3 Р
0,4 Р -0,4 Р 0.3 Р 0,4 Р
1,0 Р
0,1 Р -0,1 Р 1,0 р 0,4 Р 0,3 Р 0,4 Р 0,4 Р
15-16
0,0778 1
0,2 Р
0,0 Р
18-19
0,1360 1
1,0 Р
0,8 Р
21-22
0,1634 1
-0,1 Р
0,3 Р
24-25
0,16Я4 1
-0,1 Р 1,0 Р
0,3 Р
27-28
0,1360 1
0,9 Р
30-31
0,0778 1
0,2 Р
-0,3 Р
0,2
0,6
0,6
0,6
-0,6
0,2 Р
0,2 Р -0,3 Р 0,1 Р 0,5 0,5 -0,2 0,5 -0,1 1,4
0,3 0,2 -0,1
0,2 Р 0,5 Р -0,3 Р -0,4 Р 1,0Р 0,1 Р
3 Определение усилий
Усилия в стержнях ферм проще всего определяются графически по диаграммам Кремоны.
При большом числе возможных комбинаций внешних нагрузок имеет смысл пользоваться
аналитическим методом или линиями влияния.
Криволинейный верхний пояс при расчете усилий заменяется полигональным контуром фиг. 56 с прямыми участками между узлами пояса.
Для получения расчетных усилий в поясах и в решетке временные нагрузки учитываются в невыгоднейшей комбинации с постоянной.
Фиг. 56. Расчетная схема фермы при определении усилий
члененных элементов шпренгельной и основной решетки полученные усилия геометрически суммируются.
Выше приведены табл. 1 9 усилий в элементах сегментных ферм, представленных на фиг. 4. и 5, от нагрузки по верхнему поясу, распределенной по фиг. 54 и 55.
Таблицы для ферм с фонарем составлены для двух схем расположения фонаря на фермах.
Величина усилий выражена в зависимости от узловой нагрузки Р для средних узлов верхнего пояса:
Р q d,
где q интенсивность равномерно распределенной нагрузки постоянной или временной;
Расчетная схема для определения усилий в элементах основной фермы
Расчетная схема для определения усилий в шпренгелях и в сочлененных элементах
В фермах со шпренгельной решеткой фиг. 57 рекомендуется определять усилия в два приема;
1 в элементах основной фермы в предположении отсутствия шпренгелей, 2 в шпренгельных фермочках пунктир на фиг. 57. Для со-
d длина гориз онтальной проекции средней панели верхнего пояса.
Кроме того в таблицах приведены величины расчетных радиусов кривизны оси верхнего пояса i в зависимости от пролета I фермы.
318
В. А. ЗАМАРАЕВ
4 Расчет верхнего пояса
а Определение расчетных усилий и подбор сечений
Условия работы криволинейного верхнего пояса сегментных ферм принципиально мало отличаются от условий работы прямолинейного пояса, подверженного местному поперечному изгибу. Влияние небольшой и мало меняющейся кривизны верхнего пояса, вызывающей изгибающие моменты, в известных пределах эквивалентно действию местной панельной нагрузки на прямолинейный пояс. Указанное сходство углубляется наличием сплошных прокладок между ветвями криволинейного пояса, в значительной мере уменьшающих нарастание стрелки кривой по середине панели.
На основании изложенного верхний пояо рассчитывается на сжатие с продольным изгибом, а влияние поперечного изгиба учитывают аналогично тому, как это делается для прямолинейных поясов.
Расчетные напряжения в поясе определяются по формуле:
N
п
Fp.
min
М 71 _
I’
где N сжимающее усилие в расчетной панели пояса;
F площадь поперечного сечения пояса брутто;
9mIn коэфициент уменьшения допускаемых напряжений на сжатие при продольном изгибе;
М расчетный изгибающий момент в плоскости фермы;
Wx момент сопротивления пояса относительно горизонтальной оси х х;
пм и га_ допускаемые напряжения на изгиб и сжатие.
Моменты, изгибающие верхний пояс, возникают: 1 от нераэрезности пояса в узлах, 2 от продольных сил вследствие кривизны пояса между узлами, 3 от внешних нагрузок на панели и 4 от эксцентричного крепления решетки в узлах пояса.
В некоторых случаях при определении изгибающих моментов не учитывают неразрезности пояса в узлах и рассматривают панель как.простую балку, нагруженную продольными силами и внешними нагрузками фиг. 58.
При этом наибольший мор I мент соответствует сечению
по середине панели и опрек деляется по формуле:
Мтах Nc М, 2
фпг. 58. Расчетная схема панели верхнего пояса
где с стрелка кривой по середине панели;
М момент от внешних нагрузок.
Однако такое упрощение расчетной схемы нельзя признать удачным, так как оно не соответствует конструкции пояса, а следовательно и действительным условиям его работы. Кроме того неучет у еловых моментов, имеющих в ряде случаев фермы с фонарем и с надстройками преимущественное значение, приводит к снижению прочности верхнего пояса или к необходимости дальнейших столь же необоснованных упрощений расчета.
Поэтому расчет верхнего пояса рекомендуется производить с приближенным учетом его не разревности в узлах, обусловленной конструкцией пояса.
Рассматривая верхний пояс как многопролетную неразрезную криволинейную балку, дЛя средних расчетных панелей пояса получим: момент по середине панели:
Me -Nc M;
3
момент в узле:
Мк Nc Ml 4-
где М момент в неразрезной балке от расположенных на панейи нагрузок.
От равномерно распределенных нагрузок сплошной настил по верхнему поясу: момент по середине панели:
мо 22.
0 24 ’
момент в узле: М-
Qd8
12
5
6
От сосредоточенных сил при кровле по прогонам, расположенным в узлах и в третях панелей: момент по середине панели:
51
я
Сбязи
1
1 1
t
в
1
1
1
■ ■'О у
I
1
V
£
N
момент в узле:
т- spod
2gJ8
61
Фпг. 59. Деформации верхнего пояса при выпучивании из плоскости фермы
9 27
где'd длина горизонтальной проекции панели верхнего пояса;
q интенсивность расчетной равномерно распределенной нагрузки, отнесенная к единице длины горизонтальной проекции верхнего пояса;
Р вертикальная сосредоточенная нагрузка, передающаяся с прогона на ферму.
При исчислении моментов М по ф-лам 5 6' иногда учитывают возможность отсутствия снеговой нагрузки на расчетной панели, так как это создает более невыгодные условия для работы пояса. Ввиду того что отсутствие снега на одной панели является исключительным случаем, некоторое перенапряжение пояса при этом вполне допустимо. Поэтому моменты М рекомендуется определять от полной расчётной нагрузки q.
Изгибающие моменты, возникающие в узлах от эксцентричного приложения усилий раскосов, обычно в расчете не учитываются, так как учет этих моментов при сравнительно небольших усилиях в раскосах от равномерной нагрузки не соответствует условному методу расчета пояса.
Продольный изгиб пояса учитывается на общих основаниях, как при расчете сжатых прямолинейных стержней.
Свободная длина пояса при продольном изгибе из плоскости фермы определяется расстоянием между связями, как для стержней с шарнирным закреплением концов. Форма искривленной оси пояса фиг. 59, пунктир показывает, что неразрезность пояса в данном случае не имеет значения.
СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ
31
Таким образом если связи расположены в каждом узле, то расчетная длина пояса 1у равна длине панели, если же связи расположены через увел, длина 1у равна длине двух панелей и т. Д.
В случае расположения сплошного и косого защитного настилов кровли непосредственно по верхнему поясу продольный ивгиб пояса ив плоскости фермы не учитывается.
При продольном изгибе пояса в плоскости фермы выпучивание отдельных панелей его может происходить только в направлении первоначальной кривизны пояса, обусловленной его очертанием и конструкцией; неразревность криволинейного пояса в узлах тождественна заделке концов панелей.
Поэтому расчетная длина средней панели I при продольном изгибе пояса в плоскости фермы определяется с учетом его неразре8ности, которая как и для любой другой деревянной конструкции учитывается не в полной мере, а частично.
В соответствии с ' 14 7063 эта длина равна:
lx 0,65q,
где 10 длина панели.
Для крайних панелей пояса длина 1Я обычно определяется в предположении шарнирного закрепления панели в опорном узле и заделки ее на другом конце, чему соответствует:
lx 0,8Z„.
При одновременном действии продольного и поперечного изгиба расчетными могут быть сечения по середине панели или в узле.
Если свя8и по верхнему поясу расположены не реже, чем в каждом узле, то обычно расчетным является сечение по середине панели. В этих случаях поверка напряжений в узле не производится, так как при продольном изгибе пояса в плоскости фермы опорное сечение его благодаря частичному учету неразрезности не является более опасным, кроме того при продольном изгибе одной панели пояса иэ плоскости фермы коэфициент р для сечения в узле принимается равным единице, что также делает это сечение менее опасным.
Если связи по верхнему поясу расположены через узел, то расчетным является сечение пояса в промежуточном узле между связями. В этих случаях продольный изгиб пояса иэ плоскости фермы оСычно более опасен, чем продольный изгиб его в плоскости фермы.
Подбор поперечного сечения пояса, а также и расчет гвоздей производятся для панелей, в которых напряжение в поясе, исчисленное по ф-ле 1, имеет наибольшее значение.
Расчетными панелями верхнего пояса для схем, приведенных на фиг. 4 и 5, являются:
а в фермах с кровлей непосредственно по верхнему поясу вторая от опоры панель;
б в фермах с фонарем крайние подфонарные пан.ли;
в в фермах с. надстройками схема по фиг. 4 при расположении связей по верхнему поясу в каждом узле вторая панель, при расположении связей через узел две крайние панели.
1 еометрические характеристики поперечного сечения верхнего пояса’ определяются только для ветвей пояса без учета прокладок между ними. Так например, для сечения, представленного на фиг. 60:
рабочая площадь сечения:
2.
2а £ 7i3
моменты инерции:
и
1с 12
Е h Зоз а 12- 1,1 Момент сопротивления:
2.
у-0тотОп
ш
w1 х Eh
К
Фиг. 60
Радиус инерции: г 11
ГХ у -р-
В этих формулах коэфициенты 1,1 кедв приближенно учитывают податливость гвоздевых: соединений пояса в зависимости от числа рабочих швов соединения.
ОСТ
По 7063 величина коэфициентов ксдег
принимается согласно приведенной ниже таблице:
Число швов
2
3
4
кеде
1,03
1,05
1,08
Для рекомендуемых типов поперечных сечений1 верхнего пояса геометрические характеристики приведены в табл. 10. В последних двух столбцах таблицы череа и Sa обозначены статические моменты площадей и брусков, сдвигающихся, относительно горизонтальной оси х ж по крайним и средним швам сечения.
б Расчет гвоздей
Осуществляя связь между отдельными брусками и ветвями пояса, гвозди обеспечивают совместную их работу.
При абсолютно жестких связях составныестержни работают так же, как монолитные.
Гвозди являются упругими податливыми связями и поэтому не могут в полной мере обеспечить совместную работу составных стержней как монолитных.
Теоретические исследования последнего времени, экспериментально проверенные ЦНИПС, свидетельствуют о том, что основной предпосылкой расчета прочности и устойчивости составных стержней является степень податливости связей; и что при максимальной возможной интенсивности гвоздевого забоя стержни составного сечения обладают меньшей прочностью и устойчивостью, чем целые стержни тех же размеров.
Точный метод расчета верхнего пояса с учетом податливости гвоздей не имеет пока практического применения отчасти ввиду недоработанное™ самого способа, а также потому, что уточнение расчета сегментных ферм в направлении усиления только верхнего пояса влечет за собой ■ значительное увеличение расхода древесины и гвоздей на верхний пояс без повышения sanaca прочности всей фермы в целом.
Практика испытаний сегментных ферм подтверждает, что принятый приближенный метод:
320
В. А. ЗАМАРАЕВ
Таблица 10
Данные для подбора сечения верхнего пояса
I-
Размеры 1
Fбрутто в см2
wx
Гх
ТУ В см
Si
lx
1
Si
Тип сечения
а
в см
h в см
271 в см
11 kcde В СМ
В см
4
12
16
96
128
170
296
3,25
4,30
3,91
0,110
0,070
1,333
5
4
12
16
20
120
160
200
212
371
561
3,25
4,30
5,29
4,89
0,110 1
0,070
0,048
1,333
1,500
j
ай
i
1
0
Its
6
12
16
20
144
192
240
255
444
673
3,25
4,30
5,29
1
6,87
ООО
ООН-
оооо
1,333
1,500
1
5
15
20
150
200
332
586
4,06
5,37
1 4,89
0,089
0,056
1,333
6
5
15
20
25
180
240
300
397
693
1052
4,06
5,37
6,61
5,87
0,089
0,056
0,038
1,333
1,500
7
15
20
25
210
280
350
464 808 1 226
4,06 5,37 6,61 j
6,85
0,089
0,056
0,038
1,333
1,500
6
6
30
360
1513
7,93
5,87
0,032
1,500
7
30
420
1765
6,85
0,032
5
А
16
20
240
300
554
842
4,30
5,29
7,67
0,070
0,048
1,333
1,500
t
0
щ
6
16
20
288
360
665
1010
4,30
5,29
9,20
0,070
0,048
1,333
1,500
i
йН
jlj 5
6
Б
20
25
360
450
1 040 1575
5,37
6,61
9,20
0,056
0,038
1,333
1,500
7
U
1
20
25
420
525
1 154 1840
5,73
6,61
10,73
0,056
0,038
1,333
1,500
i 6
6
30
540
2 270
7,93
9,20
0,032
7
30
630
2 650
10,73
0,032
6
5
25
750
2 630
6,61
11,15
0,033
1
7
25
875
3 070
13,02 j
0,038
■ 1,500
6
6
30
900
3 785
7,93
11,15
0,032
шг11М
7
30
1050
4 410
0,032
ш
7
7 j
35
1 225
6 010
9,26 ,
13,02
0,027
расчета верхнего пояса вполне обеспечивает му коэфициент запаса других элементов фермы, рассчитанных по существующим ТУ и Н.
Расчет поясных гвоздей следует производить по нижеприводимому приближенному способу с частичным учетом их податливости при подборе по-
ОСТ
перечного сечения пояса в соответствии с вкс 7063
Силы, действующие на поясные гвозди. Расчет гвоздей при продольном изгибе пояса производится из условия равнопрочности гвоздей и древесины при критической нагрузке в предположении абсолютной неподатливости гвоздей.
В соответствии с этим величина сдвигающей силы на участке 1г определяется по формуле
см. 20 7063:
7
1 См. выше стр. 319.
где S статический момент части сечения, сдвигающейся по рассматриваемому шву относительно главной оси всего сечения;
z расстояние крайнего волокна сечения от нейтральной оси;
N расчетное сжимающее усилие;
F расчетная площадь сечения брутто 8; гем и п__ допускаемые напряжения на изгиб и сжатие;
ксдв коэфициент3, приближенно учитывающий податливость гвоздей в зависимости от числа швов в сечении см. выше.
Длина 1Х участка, на котором происходит накопление' сдвигающих сил, зависит от характера закрепления концов стержня, а именно:
2 Ослабление сечения верхнего пояса всегда меньше 25.
3 Введение в ф-лу 7 коэфициента kcde, требуемое ОСТ
jyjjTQ 7063, представляется нам теоретически недостаточно обоснованным, но практически полезным ввиду получающегося при введении ксдв улучшения работы дерева в верхнем поясе.
СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ
321
1 при шарнирном закреплении обоих концов:
1г 0,5;
2 при абсолютной заделке концов:
1Х 0,25,
где длина стержня.
В действительности при расчете верхнего пояса на продольный ивгиб в плоскости фермы учитывается только частичная заделка концов, и свободная длина панели, как указывалось выше, принимается равной 0,65, а не 0,5., Длина 1г участка в этом случае не равна 0,25, но, учитывая условность метода расчета верхнего пояса, этим обстоятельством обычно пренебрегают, и длину , принимают равной 0,25.
Сумма сил сдвига по шву между брусками пояса на длине расчетной панели при продольном изгибе пояса в плоскости фермы равна;
Т 4 Th. 8
Сумма сил сдвига по шву между прокладкой и отдельной ветвью пояса на расчетной длине его между связями при продольном изгибе пояса из Фиг. 61 плоскости фермы равна:
ТУ 2 г 9
Для наиболее распространенных типов поперечных сечений верхнего пояса ф-ла 7 может быть значительно упрощена и представлена в виде:
Т i kN. 7а
Если пояс например состоит ив трех равных по высоте брусков фиг. 61, ф-ла 7 после подстановки в нее всех значений принимает вид:
2 а h h 110 1 у jy 1,5 -ft -100 р 2аТзГ
6,252 i-ljv.
В данном случае
0,252 1.-1.
Численные значения коэфициентов к в зависимости от р приведены в табл. 11 и 12.
При поперечном изгибе пояса сдвигающие силы определяются также в предположении абсолютной жесткости гвоздевых швов т. е. как для целых брусьев. ’
На единице длины пояса сила сдвига определяется по формуле:
Ю
где Q - поперечная сила в рассматриваемом сечении, a S и 1х имеют прежнее значение.
Поперечная сила Q изменяется по длине панели пояса, характер ее эпюры зависит от расположения местных нагрузок между узлами верхнего пояса.
В тех случаях, когда внешняя нагрузка распределена равномерно по всей длине верхнего пояса при сплошном безреберном настиле или если нагрузка сосредоточена только в узлах верхнего пояса, эпюра поперечных сил на дайне полупанели не меняет знака.
Поэтому площадь Q эпюры Q на длине полупанели проще всего определить по формуле:
_L JL
2 2
£ J Qdx j -dxM 11 о о
где М® приращение момента на длине от узла до середины панели.
В данном случае ввиду равенства узловых моментов М момент по середине простой свободно опертой балки с пролетом, равным длине панели. При сплошном настиле по верхнему поясу:
M -Nc. 12-
Коэфициенты h для определения сдвигающих сил То kN
Таблица It
Швы
1-1
2-2
4-4
Швы
1-1
2-2
4-4
Швы
1 1
2-2
4-4
0,31
0,56
0,4S
0,42
0,51
0,24
0,32
0,54
0,46
0,41
0,52
0,23
0,33
0,51
0,44
0,39
0,53
0,22
0,34
0,49
0,42
0,37
0,54
0,21
0,35
0,47
0,40
0,35
0,55
0,V06
0,36
0,45
0,38
0,34
0,56
0,199
0,37
0,43
0,37
0,32
0,57
0,191
0,38
0,41
0,35
0,31
0,58
0,184
0,39
0,39
0,34
0,30
0,59
0,174
0,40
0,38
0,33
0,28
0,60
0,169
0,41
0,36
0,31
0,27
0,61
0,161
0,42
0,35
0,30
0,26
0,62
0.154
0,43
0,34
0,29
0,25
0,63
0,149
0,44
0,32
0,28
0,24
0,64
0,141
0,45
0,31
0,27
0,23
0,65
0,136
0,46
0,30
0,26
0,22
0,66
0,128
0,47
0,29
0,25
0,21
0,67
0,123
0,48
0,27
0,24
0,205
0,68
0,118
0,49
0,26
0,23
0,198
0,69
0,11S
0,50
0,25
0,22
0,190
0,70
0,108
0,21
0,182
0,71
0,103
0,089
0,078
0,20
0,175
0,72
0,093
0,085
0,074
0,191
0,167
0,73
0,093
0,080
0,070
0,185
0,162
0,74
0,088
0,076
0,066
0,178
0,156
0,75
0,083
0,072
0,063
0,172
0,150
0,76
0,081
0,070
0,061
0,165
0,144
0,77
0,076
0,065
0,057
0,158
0,139
0,78
0,071
0,061
0,053
0,150.
0,131
0,79
0,068
0,059
0,051
0,145
0,127
0,80
0,063
0,0o4
0,048
0,139
0,122
0,81
0,U59
0,051
0,045
0,1 '2
0,116
0,82
0,056
0,048
0,42
0,128
0,112
0,83
0,052
0,044
0,039
0,121
0,106
0,84
0,048
0,041
0,036
0,117
0,102
0,85
0,044
0,018
0,033
0,111
0,097
0,86
0,042
0,036
0,031
0,106
0,093
0,87
0,038
0,i'32
0,028
0,102
0,089
0,88
0,034
0,029
0,026
0,098
0,086
0,89
0,032
0,027
0,024
0,093
0,082
0,90
0,028
0,024
0,021
322
В. А. ЗАМАРАЕВ
Коафициеиты k для определения сдвигающих сил Го kN
Таблица 12
2 I2
iaa
2
QkQ
и UrU 21 12
31 13'
tfJ-30-чЯ
41
р
Ш
в ы
9
Ш
В ы
9
Ш
в ы
1-1
2 2
3-8
4 4
1-1
2-2
3-3
4-4
1-1
2-2
3-3
4 4
0,10
3,39
0,34
0,73
0,62
0,39
0,88
0,58
0,28
0,23
0,149
0,33
0,11
3,05
0, 5
0,70
0,59
0,8
0,84
0,59
0,26
0,22
0,140
0,31
0,12
2,77
0,36
0,67
0,56
0,36
0,81
0,60
0,25
0,21
0,136
0,30
0,13
2,53
0,37
0,64
0,54
0.35
0,7
0,61
0,24
0,20
0,130
0,29
0,14
2,32
0,38
0,61
0,52
0,33
0,74
0,62
0,23
0,193
0,126
0,28
0,15
2,13
0,ЗЭ
0,59
0,49
0,32
0,71
0,63
0,22
0,187
0,120
0,27
0,16
1,98
0,40
0,56
0,48
0,31
0,68
0,64
0,21
0,177
0,114
0,25
0,17
1,84
0,41
0 54
0,46
0,29
0,65
0,65
0,20
0,171
0,110
0,24
0,18
1,72
0.42
0,52
0,44
0,28
0,63
0,66
0,192
0,162
0,104
0,23
0,19
1,61
0,43
0,50
0,42
0,27
0,60
0,67
0,185
0,155
0,100
0,22
0,20
1,51
0,44
0,48
0,40
0,26
0,58
0,68
0,177
0.149
0,096
0,21.
0,21
1,43
0,45
0,46
0,39
0,25
0,55
0,69
0,170
0,143
0,092
0,20
0,22
1,34
0,46
0,44
0,37
0,24
0,53
0,70
0,162
0,136
0,088
ОД 95
0,23
1,26
0,47
0,43
0,36
0,23
0,51
0,71
0,154
0,130
0,083
0,186
0,24
1,19
0,48
0,41
0,34
0,22
0,49
0,72
0,147
0,124
0,079
0,177
0,25
1,13
0,49
0,39
0,33
0,21
0,47
0,73
0,139
0,117
0,075
0,164
0,26
1,07
0,50
0,38
0,32
0 20
0,45
0,74
0,132
0,111
0,071
0,159
0,27
1,02
0,51
0,36
0,30
0,195
0,43
0,75
0,124
0,105
0,067
0,150
0,28
0,97
0,52
0.35
0,29
0,187
0,42
0,76
0,121
0,101
0,065
0,145
0,29
0,93
0,53
0,33
0,158
0,179
0,40
0,77
0,113
0,095
0,061
0,136
0,30
0,88
0,74
0,48
1,05
0,54
0,32
0,27
0,173
0,38
0,78
0,105
0,089
0,057
0,127
0,31
0.84
0,71
0,45
1,01
0,55
0,31
0,26
0,167
0,37
0,74
0,102
0,086
0,55
0,122
0,32
0,80
0,68
0,43
0,97
0,56
0.30
0 25
0,161
0,6
0,80
0,094
0,079
0,051
0,113
0,33
0,77
0,64
0,41
0,92
0,57
0,29
0,24
0,155
0,35
При нагрузке, сосредоточенной только в узлах:
И Nc, 12а
где N снимающее усилие в расчетной панели пояса;
с стрелка кривой по середине панели;
3 расчетная нагрузка на единицу длины горизонтальной проекции верхнего пояса;
d длина горизонтальной проекции панели верхнего пояса.
Если кровля устроена по прогонам, расположённым как в узлах, так и в пределах панели
например в третях, то эпюра поперечных сил от продольной силы N и поперечной нагрузки панели состоит иэ отдельных треугольников фиг. 62,а и имеет в пределах полупанели участки равных знаков.
Сравнивая эпюру поперечных сил а с эпюрой б от продольного изгиба стержня в соответствии с ф-лой 7, замечаем, что участку эпюры а ео знаком минус соответствует участок эпюры б со знаком плюс обычно большей величины.
Следовательно поперечная нагрузка от прогонов разгружает на этом участке рабочий шов между отдельными брусками. Поэтому при исчислении суммы сил сдвига на длине полупанели необходимо эту разгрузку учитывать и суммирование площадей треугольников фиг. 62,а производить не арифметически, а алгебраически.
Отсюда заключаем, что суммарная площадь эпюры поперечных сил на половине длины панели определяется здесь, так же как и выше, через изгибающий момент М, т. е.:
QM -Nc--L 13
где Р вертикальная сосредоточенная нагрузка, передающаяся с прогона на ферму, остальные величины имеют прежнее значение.
Сумма сил сдвига на длине полупанели от поперечной нагрузки для всех рассмотренных случаев определяется по формуле см. ,ф-лу 10:
ТШ as Мо s ' i4
Допускаемые усилия на срез гвоздя. Величина допускаемого на срез гвоэдя усилия Тгв зависит: от диаметра гвоздя dm, от рабочей длины его защемления в сплачиваемых элементах, от допускаемых напряжений на изгиб гвоэдя пм,в и на смятие древесины raj и от характера загружений гвоздей симметричное и несимметричное.
Ниже приняты допускаемые напряжения: Спгв 800 кгсм2 и гас 72 кгсм2.
При достаточном защемлении гвоздя в сплачиваемых элементах независимо от характера его загружения Тгв определяется по формуле:
Тгв 0М1УЫгв.пс-
0,8de У1 800 72 288в. 15
а Поперечный изгиб
fcriJi
I :
1 1 I к,
б Продольный изгиб j
I ВШШтпЬ I
Н
i
Фиг. 62. Эпюры поперечных сил в панели верхнего пояса
СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ
328
Нормальная длина защемления гвовдя определяется по нижеприведенным формулам:
Б симметричном соединении: в крайних элементах:
о. £ 1,1Ш„У 5 ,м„ 16
в средних элементах:
с,1м„УЩ
■1,4.1. 8,ог„. 17
В несимметричном соединении: в крайних элементах:
ан 6,7 d; 16а
в средних элементах:
10,0. 17а
При недостаточной длине защемления гвовдя находится ив выражений:
в симметричном соединении:
Тге Кв Ы kaadu 18
для второго шва по ф-ле 18а:
гв
Гб. фЪ1гъ
г
5
£
V
8
-£ S'
или
Фиг. 63
Гм0,5свК 36; 19
в несимметричном соединении:
18а
Т„ 12
kaddte
или
Tw 28,8, 19а
где ка коэфициент, зависящий от соотношения см. стр. 103,
ан
а и с действительные длины защемления гвоздя в крайнем и среднем элементах.
При определении рабочей длины защемления гвоздя следует исключать заостренный конец его длиной 1,5dte и кроме того учитывать толщину шва между сплачиваемыми элементами, принимая ее равной 1,0 мм.
Размеры гвоздей назначаются в соответствии с толщиной сплачиваемых элементов из условия равнопрочности соединения по ивгибу гвоздя и по смятию древесины.
Вертикальные гвозди, соединяющие бруски пояса, работают несимметрично и поэтому для них Тгв следует вычислять по ф-лам 15, 16а 19а.
Пусть например требуется определить Tw для гвоздей d„ 5,0, I 125 мм, соединяющих бруски пояса толщиной 5 см фиг. 63.
По ф-лам 16а и 17а имеем:
6,7 5,0 33,5 мм
сн 10,0 5,0 50 мм.
В данном случае:
50 мм ан;
'кр 125 2 50 2 1,5 5,0 15,5 мм с -50 мм сн.
Следовательно:
Для первого шва по ф-ле 15:
Т'и 288 0,52 72 кг;
и
а.
ка 1,55 0,5 55,80
Т” 72
гв
Так как
Зкр _ 15,5_ __ ан 335 46
то по номограмме см. стр. Ю7 ТУ и Н имеем
ка 0,96;
тогда:
Т'д 55,8 0,96 53 г.
Коэфициент неполноценности среза во втором
шве: „ _ 53 _ п г,,
се 2 0,4.
Горизонтальные гвозди, соединяющие через прокладки отдельные ветви пояса между собою, работают при продольном изгибе пояса из плоскости фермы как несимметричное соединение, а при изгибе его в плоскости фермы как симметричное соединение.
В соответствии с характером загружения усилия Ти для этих гвоздей надлежит исчислять по ф-лам 15 19 или 15, 16а 19а
аналогично тому, как это сделано в приведенном примере.
Определение необходимого числа гвоэдей. Расчет числа гвоздей во многом зависит от формы поперечного сечерия верхнего пояса и от условий его работы.
Во всех случаях для упрощения производства работ гвозди, как правило, размещаются по длине верхнего пояса равномерно и поровну с каждой стороны его.
Горизонтальны гвозди кроме того размещаются одинаково во всех брусках, перекрытых по высоте прокладкой. Ввиду того что такое размещение гвоздей в верхнем поясе не соответствует характеру эпюры сдвигающих сил, гвозди, расположенные в непосредственной близости от узлов, воспринимают, усилия, превышающие допускаемые Т. Однако вследствие податливости гвоздевых соединений нагрузка между гвоздями перераспределяется, и в конечном итоге перегрузка наиболее напряженных гвоздей в значительной мере снижается.
При расчете числа гвоздей учитывается одновременное действие сил Тх Т'или же Ту
Тв зависимости от того, какой из этих двух случаев является более невыгодным.
В фермах с кровлей непосредственно по верхнему поясу или по прогонам расчет гвоздей всегда производится по сумме сил Тх Т; сумма Ту Т дает меньшую нагрузку на гвозди в связи с тем, что продольный изгиб пояса из плоскости фермы даже при наличии одного прогона в середине панели не является расчетным.
Сумма сил Тх Т в данном случае может быть полностью воспринята одними вертикальными гвоздями если это не ограничено условием их размещения, но в целях включения в работу пояса прокладок часть сдвигающих сил необходимо передавать на горизонтальные гвозди, причем шаг этих гвоздей следует принимать не менее 40d„.
Горизонтальные. гвовди в этом случае необходимы также и для того, чтобы наиболее эффективно использовать вертикальные гвозди х.
1 См. ниже, например тип II
324 В. А. ЗАМАРАЕВ
Для ферм с фонарем и связями между фермами черев увел расчет числа гвоздей следует производить по сумме сил ТУ т', а не Тх Т так как силы сдвига при продольном изгибе подфонарных панелей пояса из плоскости фермы для сечений, приведенных в табл. 10 больше таковых при продольном изгибе пояса в плоскости фермы.
В фермах с надстройками в некоторых случаях расчетной является сумма сил Тх , в дру
гих Ту поэтому при определении числа гвоэдей необходимо учитывать обе комбинации сил.
В фермах с фонарем и с надстройками большую часть сдвигающих сил рекомендуется передавать на горизонтальные гвозди, назначая число их из условия наибольшей предельной расстановки в панели 1 с тем однако, чтобы шаг вертикальных гвоздей был не менее 50ZW.
Ввиду того что при сравнительно редкой расстановке вертикальных гвоэдей черев 50с£м прочность пояса в узлах получается недостаточной и8-8а отсутствия прокладок и местных изгибающих моментов, от эксцентричного крепления раскосов, необходимо на участках пояса, примыкающих к у8лам, интенсивность забоя увеличивать.
Длину этих участков следует принимать равной приблизительно 0,1 от длины панелц в обе стороны от узла.
Ниже рассмотрены методы определения числа гвоздей для всех встречающихся в практике поперечных сечений верхнего пояса при обеих комбинациях сил Тя т' и Т.
Для выводов приняты следующие обозначения:
Т сумма сил сдвига на длине панели s по крайнему шву сверху или снизу между брусками пояса при продольном изгибе пояса в плоскости фермы;
то же при поперечном изгибе пояса;
ТУ то же по шву между отдельной ветвью и прокладкой при продольном изгибе пояса иэ плоскости фермы;
пг1.полное число вертикальных гвоздей на длине s;
m2 то же горизонтальных гвоздей;
ffiunin то же вертикальных гвоэдей при шаге 50 dze't
тчилл то же горизонтальных гвоздей при шаге 40dSe',
m2max наибольшее число горизонтальных гвоздей, размещающихся на длине s;
ту число горизонтальных гвоздей, необходимых для воспринятия сил ТУ;
сп постоянные коэфициенты для заданных размеров гвоздей й поперечного сечения пояса;
Тгв' допускаемое усилие на срез вертикального гвоздя или полусумма этих усилий в крайних швах, между брусками;
Тгв то же для второго сверху или снизу
шва;
ТУ то же для шва между ветвью пояса и прокладкой при несимметричной работе гвоздя;
2Тв допускаемое усилие на один двусрезный горизонтальный гвоздь при симметричной работе его в двухветвевом поясе.
1 За исключением сечений из пяти брусков по высоте, в которых прокладка перекрывает только три средних бруска см. ниже.
Тип I фиг. 64
1 Силы Тх
Для поясов, состоящих по высоте из трех брусков, силы сдвига между брусками более выгодно передавать на вертикальные гвозди Передача их на прокладку через горизонтальные гвозди при равномерном размещении гвоздей во всех брусках менее выгодна, так как гвовди соединяющие с прокладкой средние бруски, не работают и следовательно излишне увеличивают общий расход гвоздей. Поэтому число горизонтальных гвоздей т2 следует назначать не более необходимого по конструктивным соображениям, т. е. m2 rn2 mln.
При этом горизонтальные гвозди воспримут в каждом шве силу сдвига Т0, равную:
опте
О ал гв
Обозначив величину получим:
Т0 Cjma.
2Тм
-д через сх,
20
ГТ-1
ГГ
х-
it
г-
Фиг. 64
Число вертикальных гвоздей: _ т т'' Гр j_
тп1 где с2 Т.
Т' л гв
Тх 4 Т -Го, 21
2 Силы ТУ Т
Число горизонтальных гвоздей в этом случае назначается из условия предельно частой расстановки их:
772-2 шах
Эти гвозди должны полностью воспринимать силы ТУ, поэтому их должно быть во всяком случае не менее числа ту, необходимого для воспринятия силы ТУ, т. е.:
rjy
21
Если же, как это обычно бывает, m2max ту, то избыток гвоздей Am. m2mai ту воспримет
по каждому шву между брусками часть силы Т равную:
Т0. 2Т ClAm. 22
Число вертикальных гвоздей получается при этом из выражения:
fTl'' Г-
Т 20
ш1
■ гв
НО
следовательно:
Со. Туя
£ Г“- т.
23
Ё практике встречаются случаи, когда при m2 m2miI число вертикальных гвоздей, определенное по ф-ле 23, конструктивно недостаточно шаг их в каждой ветви пояса более 50dge. В этих случаях ф-лы 21 и 23 должны
быть заменены другими, а именно:
ml ™imin 24
И
т ж1ш1п Т'гв о. Т'
П2 А о -J7 ,
2Г Т
гв
СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ
во
21
С1
следовательно:
4 ' ТУ
тг Т c2mlmIn my, где my. 25
Тип II фиг. 65
1 Силы X 4 Т
Обозначив усилие в первом шве через Т' - Тх Т, для второго шва будем иметь:
Т Т.
Следовательно крайние бруски сдвигаются силой Т а сред-
ние силой Т'.
Фиг. 65
В поясах, состоящих по высоте более, чем иэ трех брусков, воспринимать силы сдвига одними вертикальными гвоздями экономически невыгодно, так как эти силы полностью передаются с одного бруска на другой, последовательно увеличивая нагрузку на швы, ближайшие к нейтральной оси сечения. Еще более невыгодно воспринимать силы сдвига одними горизонтальными гвоэдями, размещаемыми поровну во всех брусках.
Например при сечении, представленном, на фиг. 65, вертикальные гвозди должны воспринять по трем швам сечения сумму сил сдвига:
2 Т Т' -J- Т' Т' -у- Т'.
При передаче этих сил на прокладку только через горизонтальные гвоэди число их определится по сумме:
2 Т пТ' 4Г' -у- Т',
где п число брусков по высоте.
Если же соединить горизонтальными гвоздями только 4 крайних бруска с прокладкой, а средние бруски между собой вертикальными гвоздями, то:
2 Т Т Т' Т' -1- Т
т. е. сумма сил сдвига почти вдвое меньше.
Несмотря на очевидную выгоду такой схемы соединения брусков, практического применения она не имеет, так как скрытые в поясе гвозди нежелательны из-за трудности технического контроля при производстве работ.
При таком типе сечения пояса обязательно полное использование допускаемых усилий на все срезы как вертикальных, так и горизонтальных гвоздей.
Соответственно этому число гвоздей определяется следующим образом.
Обозначая часть сдвигающей силы, воспринимаемой горизонтальными гвоздями в одном ряде брусков, через жив двух через 2 х, найдем число тх вертикальных гвоздей: при расчете по крайнему шву:
lrlllLp; 26
1 гв
при расчете по среднему шву:
4
т1
Т' 2х Тгв
26а
Так как число срезов вертикальных гвоздей во всех швах одинаково, то:
Т' х
tU
у-Т'-г
Тгв
откуда:
Тгв Тгв
- Г.
2 Тгв -
27
Кроме того сила
x 'f. 2Т.
Подставляя это значение х в ф-лу 27, после преобразований получим:
тпг
1,333 Тгв Тгв Tie 0,5 ТгвТ1в
Т'Т', 28
где
сз Тгв 0,5 ТгвТгв 1,333 Тгв Тгв
Число тх может быть определено по ф-ле 26 или 26а после подстановки в них значения х из равенства 27, а именно:
m-i -г г- Т' 4- Т', 29
_ т' Т',
3 2 Тгв Тгв с‘
где
С,
3 2Тгв Тгв
В тех случаях, когда шаг горизонтальных гвоздей получается более 40efge, число их, определенное по ф-ле 28, необходимо соответственно увеличит, приняв т2 тг т1п.
При этом число mj найдется из выражения:
т1
т„„,.
Г' ЧТге
4
Тгв
“ Т' Сг A722min с2
30
где
Т0 с1т2тщ.
а
С Tte
2 Силы Ту Т
Число т2 назначается конструктивно ф-ла 21, а тх по ф-ле 23, в которой:
7YL уп
Тл - 2шах t 2Гв схЛт
0 4
Т
с С1 2.
Если число ml5 определенное по ф-ле 23, конструктивно недостаточно, принимают:
mx тх mln.
Число щ2 определяется по ф-ле 25, в которой
Тс
г гв 2
Тип III фиг. 66
1 Силы Т Т
Фиг. 66
326
В. А. ЗАМАРАЕВ
Наименьший расход гвоэдей получается при передаче на вертикальные гвозди половины силы сдвига, действующей в крайнем шве.
В соответствии с этим:
т1
уж -j. 72 Тгв
2 4г’ ;г“- 81
т2
1-2
2 Тгв
2-Т
1,5 Т Тх Тгв
_5_
4
не болееуАОйг0
ТхТ , 32
03
где
сз :1в более 80о;а Фиг. 67
1,5 Т
5
лр. 2шах
Ci
1L. 2Г£в cxAm Тгв
С2 г.
на вертикальные гвозди. Число т1 определяется по формуле:
т'2 _ТХ Число та определяется по ф-ле 32, в котооой:
С
Силы сдвига во втором шве:
Г 1,5Г Т.
Вертикальные гвозди воспримут силу сдвига Т1ш2, равную:
Wtl rp
1-2 сГ м
Тгв
Обозначив г- через а и подставив в выраже-
Тгв
ние Тх_2 вместо тх его значение из ф-лы 31, получим:
Ti-2 -f Тх Т.
Разность сил Г 7’1_2 передается па прокладку через горизонтальные гвозди. При равномерном размещении горизонтальных гвоздей во всех брусках они используются не полностью, а на 45, так как в среднем бруске их ставят конструктивно, поэтому расчетное число этих гвоздей умножается на 64:
Г
С® 1,5 -а
_2_
3
2 Силы Ту Т
Ввиду того что горизонтальные гвозди соединяют с прокладкой только три средних бруска на вертикальные гвозди в крайних швах между брусками действуют кроме сил Т'' две силы по Vs ТУ в каждом заштрихованном по фиг. 68 бруске.
Следовательно:
Если шаг горизонтальных гвоздей получается более 40сгв, то гвозди рекомендуется располагать в шахмат, как это показано на фиг. 67, с тем однако, чтобы при шахматной расстановке шаг их был не больше 40 dge. При определении числа гвоздей по ф-лам 31 и 32 последнее условие почти всегда удовлетворяется.
2 Силы ТУ
Число горизонтальных гвоздей назначается конструктивно ф-ла 21, а вертикальных по ф-ле 23, в которой:
Или ml mlmin, а горизонтальные гвозди исчисляются по ф-ле 25, в которой
2 те
О Cl 5 Тип IV фиг. 68
1 Силы Тх ■■ Т.
Ввиду того что верхние и нижние бруски не перекрыты прокладкой, в крайних швах между брусками силы сдвига полностью передаются
5 Тгв
2
m
■1
m
н
а
SC
а
ЕВ
m
ш
а
ж
Г 0,4Г.
33
Во втором шве эти гвозди воспримут силу:
Тг-2 -Т'гв а Т ТУ
см. вывод ф-лы 32.
Поэтому:
Фиг. 68
т т.
mz
1-2
2Т2
где
Т 1,5Г.
Подставляя вместо Т и Тх_2 их значения,
получим:
где
mkT-hTy m-
5Тв
34
грС
1 гв
Со За
1,5 1,5-а ’
Величина 71' Т' j учитывается только
в том случае, если она больше нуля, в противном случае она принимается равной нулю.
Тип V фиг. 69
1 Силы Тх Т
Основные положения, принятые при выводе ф-л 28 29 для сечений типа II, вполне применимы и для данного типа.
г г г г 1153
1
Фиг. 69
Фиг. 70. План верхнего пояса
Характерной особенностью поясов, состоящих из трех равных по ширине ветвей, является неравномерное загружение рабочих срезов го-
СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ
327
ризонтальных гвоздей при симметрично действующей на них нагрузке силы Т и Т. Ввиду того что: 1 в каждой ветви действует по 1 1
Т9 и -q Т'' фиг. 70 и на крайние швы при3 ,
ходится нагрузка, в два pasa большая, чем на средние, 2 допускаемое усилие на срез горизонтального гвоздя в среднем шве Т fe всегда больше половины усилия, допускаемого на тот же гвоздь в крайнем шве Т® , расчет вертикальных гвоздей при нагружении их силами Тх Т производится по прочности крайних швов.
Если часть сдвигающей силы, воспринимаемой горизонтальными гвоздями по шву 1 1, обозначить через х, то при числе их wa во всех брусках и с обеих сторон пояса прочность швов между ■ крайними ветвями пояса и прокладками фиг. 70 определится зависимостью:
X 1712 rpKV
q 4Г2’ гв
откуда:
г f mP.
35
Подставляя это значение х в ф-лу 27, получим:
Тгв Тгв
т-ЛГ ИГ г'-
и следовательно:
т.
_1_ грг
СЗ ’
где
кр
С3
2Тгв- Тгв 3T7S
8 -у Tie Тгв
Число т определяется так же, как и в типе IIf т. е. по ф-ле 29. В тех случаях, когда число т3 назначается из условия их расстановки через 40dte, т. е. те2 m2min, число вертикальных гвоздей определяется по ф-ле 30, в которой
3 9
То g“ 2min ТЧв С1Ш2т1п, Тгв.
2 Силы ТУ Г
Число и2 с обеих сторон пояса:
2 ТУ
ТПъ w2max ту ■у
I гв
Допускаемое усилие Т на срез гвоздя для поясов, состоящих ив трех ветвей, определяется по шву между средней ветвью и прокладкой, так как силы сдвига Ту во всех швах между ветвями и прокладками равны между собой, а прочность гвоздя в среднем шве обычно меньше, чем в крайних.
Число находится по ф-ле 23, в которой:
m mmax 0 “ 4
_ Твр сгАт
г- _ Т
g X iff. ,
Если тг mlmIn, то число т определяется по ф-ле 25 при
у, i т,£р
гв
Тип VI фиг. 71
1 Силы Г
Число т2 находится по ф-ле 31.
Число те2 определяется аналогично тому, как это изложено при выводе ф-лы 32, а именно:
l,5- -2- Т Т
Tta 2
i _ 1 Г r-.
где
3 Та
Со
Указания о размещении горизонтальных гвоздей, приведенные для типа II, остаются Фиг. 71
в силе и для типа VI.
2 Силы ТУ Tw
Число т2 назначается конструктивно ф-ла 21, а число т1 по ф-ле 23, в которой:
jt _ W2max
Т сгДт
_ 1 _
_ 1 -д-
- t-
Д.
_ 1-
- -г-
Ж
сл
ЪТлв 10 ’
Тгв
Со Фиг. 72
Если же mlmn, то горизонтальные гвозди рассчитываются по ф-ле 25.
Тип VII фиг. 72
1 Силы Тх
Число тп1 определяется по ф-ле 31а, а число те2 по ф-ле 32, в которой:
i,bTte 9 ГаТ
С3
3
21,5 а
1,5 а 2 2 Силы Ту Т
По аналогии с ф-лой 33 число тех:
т,
4- ТУ
о
f Г 0,6Г.
с2
36
Число тп см. ф-лу 34:
Г£П 1 J
те
1,6
т3т''-Ь1У тг
34а
где
т7
Со 3 21,5 а
грКР 1 гв
0 тл
Тип VIII фиг. 73
1 Силы Тх Г' Фиг. 73
Особенностью поясов этого типа, так же
как и поясов из трех равных по ширине ветвей, является неравномерное загружение горизонтальных гвоздей силами Тя Т, обусловленное несоответствием между шириной крайних и средней ветвью.
Вследствие того что ширина средней ветви в три а не в два раза больше ширины крайних ветвей фиг. 74, швы между средней ветвью и прокладками получают нагрузку, в полтора
328
В. А. ЗАМАРАЕВ
раза большую, чеад швы между крайними ветвями и прокладками.
Поэтому расчет горизонтальных гвоздей при нагружении их силами Тх и производится по прочности швов между средней ветвью и прокладками.
Число тп1 определяется по ф-ле 31а, причем в крайних ветвях размещают по и в сред-
9
ней у mх. Число т2 определяется по ф-ле 32, в которой:
Со 5
_2_
3
5 т2Г
21,5 а 3 91,5 а
где TtS допускаемое усилие на срез горизонтального гвоздя по шву между средней ветвью и прокладкой.
2 Силы ТУ -f- Т.
В крайних ветвях пояса каждый И8 заштрихованных на фиг. 73 брусков сдвигается Ту
силами -g- и -£- , которые
должны быть полностью восприняты одними вертикальными гвоздями.
В средней ветви сила Ту отсутствует, поэтому вертикальные гвозди этой ветви можно было бы рассчитать только по
силе -д-. Но, учитывая, что
при таком методе расчета гвоздей средняя ветвь будет обладать меньшей прочностью, чем крайние ветви в плоскости фермы, число вертикальных гвоздей для нее принимается соответственно, ширине сечения в три раза больше, чем для каждой из крайних ветвей. При этом полное число тг найдется по формуле:
Г
5
г
т
н-
1 1
1
. .-JL.
.I.
Ii I Ii
Фиг. 74. План верхнего пояса
9 т1
ТУ 5 Tie
5. 2 Ts с2 '
ТУ. 37
Число т2 определяется по. аналогии с ф-лой 34, именно:
п,.,2.л н1
’ 4 т.' 2 Л
где
Тгв
С, 9 1,5
Се 5 Tie 15“
Все необходимые данные по расчету гвоэдей верхнего пояса для рекомендуемых типов поперечных сечений приведены в табл. 13, пользование которой значительно облегчает процесс расчета.
б Расчет нижнего пояса
Нижний пояс сегментных ферм воспринимает кроме растягивающих усилий изгибающие моменты, возникающие в узлах пояса от эксцентричного прикрепления к нему элементов решетки.
В связи с этим опасными сечениями пояса могут быть:
1 сечения у стыков или у опорных у в лов, т. е. в месте наибольшего ослабления пояса, и 2 сечения в узлах, где изгибающие моменты имеют наибольшее значение.
В фермах с кровлей по верхнему поясу и в фермах с надстройками наибольшие напряжения возникают в ослабленных сечениях стыков при равномерном загружении ферм полной расчетной нагрузкой. Ввиду малой напряженности решетки и сравнительно небольшого ослабления пояса в узлах меньшего, чем в стыках узловые моменты в этом случае могут не учитываться. При одностороннем загружении фермы фиг. 54, б усилия в решетке, а следовательно и узловые моменты имеют наибольшее значение, но так как усилия в нижнем поясе получаются значительно меньшими, чем при нагрузке по всему пролету, то в данном случае суммарные напряжения в узле не превышают напряжений в стыках при равномерном загружении всей фермы.
Расчетные напряжения при растяжении пояса определяются по формуле:
п
N.
F„
38
где N наибольшее растягивающее усилие в панели со стыком;
FH площадь нетто поперечного сечения пояса в стыке.
В фермах с фонарем решетка нагружена сильнее, чем в фермах двух других типов. Объясняется это характером распределения нагрузки по верхнему поясу как при равномерном, так и при неравномерном фиг. 55, б загружении ферм. Вследствие этого в фермах с фонарем расчетными обычно являются сечения в узлах с наибольшим моментом от эксцентричного прикрепления раскосов.
Расчетные напряжения в поясе определяются при этом по формуле:
£ 39 где Л£тах наибольший момент в узле;
N растягивающее усилие в панели, примыкающей к расчетному узлу;
WH момент сопротивления пояса нетто;
FH площадь пояса нетто с учетом ослабления его в узле.
Обычно WH zz. 0,9W, F„ 0.85.F.
Для встречающихся в практике типов поперечных сечений нижнего пояса величины 0,9W и 0,85 F приведены в табл. 14, где кроме того указаны диаметры d нагелей в стыках нижнего пояса, число п рядов нагелей по высоте пояса и соответствующая этому рабочая площадь Fn поперечного сечения пояса в стыке.
Напряжения в нижнем поясе от угловых моментов могут изменяться в больших пределах в зависимости от схемы фонаря и от его положения на ферме. В некоторых случаях напряжения в стыках пояса без учета моментов по ф-ле 38 могут быть больше, чем в узлах по ф-ле 39, поэтому при расчете нижнего пояса ферм с фонарем необходимо поверять оба эти сечения.
При определении узловых моментов необходимо учитывать возможность устройства стыка в панели, примыкающей к расчетному узлу фиг. 75; стык принято считать за шарнир, а потому панель АВ пояса можно рассматривать как
1 За исключением случаев, когда снеговая нагрузка, значительно больше постоянной.
Данные для расчета гвоздей верхнего пояса
СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ 329
5
'О
е
Я
и
D
I
Л
О
X
CD
Я
сс
о
н
о
о
к
CD
9
О
И
Рн
3
а
с;
2
со
с
Рч
3
со И Ы Д
о £
Рн Н
1и
и
Q
D
И
ss S о
Рч
аэ
со
о
стЗ
Н
оэ
0
ей
Р
1
А
о
е
i
В
О
oqqoqift о4см“оо сч ьСсо ■ч CD оо оо
ОООООю
ссГ сГ оо of гГ ео
41 О Ь- 00 00
1 со со 00 00 00 00
tD-NlfiO
см со со
юоео
ЮОЛО со со
Л О кАОО,
СООПОО
I I I I I I I I I I I I II
СО 00 1 1 с
оэ 00 оо
I I I
I I
ОжО ОжО
00 ОС о сГ оа Од сг Од
ьло ово хгГ ооюсс
СО СО CD кА
IIIIII
0Л0Ж0ЖЛ0Л со со ;о еа еГ см 00 00 00 00 00 00
I I
1111
о О Ю Ю со ссГе см 00 00 00 00
I I i I Mill
IIIIII
со ift 00 ОО, оГ tT ci“ -м со cf
0000CON i-l rH r- CM CQ
Ю kA
HrtNN 00 00
cot
CO r
00 00
Г со сГеГ kA kA CD CO
L-ЛОЛ
соогГаГ1
СО Ю CO CD H
OOOOOO 0.0.® сосо соесГ см ea
ч' t N t
oo
tr CD CO CO
eo со
qoe iT t tT ьГ kA а со со
оо,
СО СО см см
©О ч ч
со со егГео
со со ф
to сосо со со со СО т
о со о о t
О 00 kA 00 00 kA
во ч ю ъа
О ООО 1Л 00 со со riT со о i-7
М СО СО СО ч ч
Mil
Ь- t- СМ см
см см. со со
со со
f-H см со
I I
II I II
ооооюко
HiOiOLOON
ООООШЛ
Н kQ ii kA t N
оо
kA kA
юоол
mOkOt
ы о
СМ kA
оюою
Ю N iO N
О.ОжО.О.Чй. О О кА 0,0
тГксГикТkAkA kA -ч ю kA ксГkA кЛ kA на
tfkO IA ю
to tffia io
ООЮ 1й
kcTkTkA kO
©©_
vtTktT
kA kA kAkA kA
kft гГ irT ко аГ
OOOOOO OOOkOkftkft оо
НННЮЮЛ lOlfiiONNt- I
IftMOO
CM CM ю iO
ООЮЛ kA kA Г Г
iflkOOO C CM kA kA
ЛЛООЮ
CMNktkfb
OOOOOO ОООЛЛЮ oo
V' kA kA kA kOtOiOkOiOkO -чГ
о о лл
kf кЛ kA А
OOkft кЛ ъаъа квГкгГ
о ол
тГ
© О 0 ксГо ко ко
О О кЛ kA кА
кл ксГ ко Г ю
кА кА СО CD
Ю кП СО CD t
-Ф кЛ СО кО CD t кА со кЛ со
СО Ь- CD IS.
со ь- со t-
JS5
s
I
и
сд
в
S5
0
1
Еч
в
вч 555 I ,
£ h -15
II II II
Is I
в
н
-ч
я
б
в
I
I L
S
CJ
в
S
II
н
£
ь
н
о
Й
a
I
I
S-15 II II I S
I
■Т-
II
ез
£
в
в
-
- 8
Еч
6 Ь
Чг
и
£-U
II II
II
iH
II II
Я iH
£ £
Еч
Е-Н
I
СМ 1Н
; £
о
с I
£
I'
в
ь II
-Н I, -J.
I,
II
н
£
м
Ь О
Is
I
е.
Еч
о
ei
£
£
л
S
a
L
_ I М Г I о
I5
а
s 3
-1 a £ II -I о
Еч
tel г £ м
S £
н
и
Ту
S
5 a
8 I
f I
II I
n
- g
£ I
b8
I
I eo t- h
Sh
CO
о
L
-IS
Si
E-
о aj bl
I
t4
s
Еч
II
CJ
£
p.
■13
D
iH
£
N
-Iff
2 gg So
SR
Й
zmm
mmz
ъшш
ттъ
шт
1 Обозначения ом. стр. 324.
Данные для подбора сечения нижнего пояса
330
В. Л. ЗАМАРАЕВ
'Ч
в
5Г
ТУ
КЧЧЧУКз'
кЧЧЧЧЧ
х
ЕН
о
О
Ю
О
и
к
о
о
я.
р
о
и
0
н
V
1
£
■SS
£-444.41
ЙЗ
D
О
Рн
яй
ft
s
н г
ев
I
а
й
й
Ь
£
сГ
Ьц
кЛ
00
о
т,
о
кЛ
о
о
£
Рц
сГ
Ьч
LO
00
о
Ь
о
bi
ю
00
о
S
fe,
S
bs
2£
о
чф О ©1 СМ о сч CD fc 00 Од
о см о С- -4 со О см со
COO
г. 00
кЛ со
ОООО ч со кЛ см см см см со 00 О см 1 СО 00
1 1 тЧ 1-
1 ГН см см см см см
kA Од СО t 00 О СО ьЛ СМ СО СОСО
о ь-
OOON СО Ч
451
476
500
523
546
570
594
618
СО СМ О ч о со см см со со
оол кА 00 1 00 СО Ч
кЛ Од е СО чК
СО Од кЛ со кЛ 00 о со СО Од ч -ф кЛ кЛ кЛ кЛ
СМ
1
со
518
610
706
808
918
040
166
5
СО Чф
СО Ч -gi о О
00 СО О ь- и:; со кЛ 1 Од О см т1
- гН
гН гН с® ем ем
lOtOiACD
ч СО 00 03 см см со
CONN СМ -ф CD СО СО со
- 00 GO о СО 4J1
00 00 О Од о О см оо во Ч Ч т 41 кЛ кЛ
О 00 см
COUJSO
см см см со
оо са со од ем
СМ СО СО
о
Г- Од СО СО
Од СО Ь н кЛ Од 00 ГН СО СО ООО СО ч ч ч кЛ
04
со
CO СО CD CD HA СО г-1 о юсоь
СМ о О
ОгНСМ
OQ Од о
кЛ О СО сэ
Г-1 СМ
СО кЛ ю со см
оо гн со г-i со ем
СО кЛ VO 00 Од CQ
f-ч
i-н г-Н
гН н гН СМ
-Н 50 ч to СМ М СМ СМ
1А со 00 о см см со со
00 со со л со со
ч СМ О ОО кЛ во Од гН СМ т со СО to 41 41
кЛ СО I 00 ООО М HNNN
Од О 1-1 СО оэ -н
см см со
00 Од Од гН
см со
О гн СМ СО кЛ чЦ СО ОО О СМ гН СО СО СО Ч 4j
СМ
1
1
СО
Од 00 о со 00 -л со о
СО ч кЛ СО
Од о со 00 00 СО t 00
975 1 080
оо о о со о о
00 О СО кЛ Од СМ ГН СО “Ч кЛ со 00
гН гН -Н гН гН гН
со ОО ч Од 00 Сд - см
гч 1-1 N СМ
кА о кА t СМ 04 СМ
О СО
at о
см со
гн со ем t см Is ем со кЛ со оо Од со со со со со со
Ь- кЛ СО гН
00 О СМ г-1 см см см
СО iH Ок CM 4J1 кА см см
N кЛ
N Од см см
ем ооо со -Ф с Од гн СМ ч4 со 00
см со со со со со
СЧ
со
Ч
rt гН кЛ см оо чф ср СО СО -Ф кГд
со о а
ь- ю см НА СО
22
со Од
со кЛ 00 ГН kA СО Г Од ri г-1 Н 1-
ч Од О ' см CM CM N
СМ кЛ кЛ
см см
ч Од ч Од Ч Л 1- 00 ППрНИ
CD г-4 СО
00ОН 1-1 см см
Од Ч
СМ 'ф
см см
са
00
оюнн О ко -1 с
СО СО
кЛ со о со о оо кЛ со со
ООО
кЛ ч t4.00
925 1 010 1 110 1 210 1 312 1 418
СО кЛ со 00 ко СО г-
1- г-1 г-ч 1 t
О М Ч Од о 1-1 г-1 см см
СО 00 см со см см
О см ч л од ю со оо Од О см см см см СМ со
СО 1 1 ю СМ СО кЛ о гч ri г г1
Од со t Од О г1 ri N
Од со
Од гн гН СМ
Ь Н А Ф СО t см чф in со оо Од
СМ СМ СМ см.м 04
СМ
1
со
Од кО СО Ч
аооо
СМ СО 00 TJ1
Од О со кЛ СМ 00 lO its
о о
кЛ м
со t-
СО l CM кЛ 1А Од СО кЛ СО см г-1 ■ 00 Од О г-t 04 НИИ
Oil С СО СО СО СО СО ч ч4 ТРМ5ЮЮЮ CM СО iO СО Ь ОО Од о Т I СМ. ю 0
rti-iHn пнн г-сч см см см см см см
кль-одгн 05-ice юо чсооооемч
н СМ СО in ч со f. 00 Oi ОЭ о ' СО ю
НгЧНгч rt mrl rir- г-t CM CM CM CM CM
СО ч ч b- CM CO CD СО О
ИЮЛИ 000000 о
СМ СМ СМ СО СО ч ч1 кЛ СО
СМ О Од l CD ч со 1-10 О М CN СО ч кЛ СО Ь
CD CD CD CD ч - чф
ОЗ О rH CM CM CO кЛ CD
CO 00 kA 00 кЛ CD 00 О CO CD Ooo rl CM CM CM CO CO 00
CM 00 кЛ CM ФкПМ 00 Oi О О CM
простую балку с консолью АС, нагруженную сосредоточенными силами N. В зависимости от направления усилий и от соотношения между величинами сил N и их плечами е фиг. 76 наибольший момент Afmax получается или на оси опоры в центре узла или же под силой N Для схемы, представленной на фиг. 75, Мт обычно соответствует сечению под силой iV, и с достаточной для практики точностью определяется по формуле:
max iVl “Ь Nур2 40
Если силы Ni и N2 имеют одинаковое направление, то Мтах определяется по наибольшему из значений:
или
МА N
Мс N 1е1 N 2еа-
41
42
А.
Стык'
м' м
С А
В
Фиг. 75. Расчетная схема изгиба нижнего пояса
Плечи ех и е2 могут быть определены графически или аналитически. В последнем случае при пересечении смежных кромок раскосов и стойки на оси нижнего пояса и при одинаковой ширине решетки плечи е в соответствии р обозначениями по фиг. 76 найдутся из выражений:
и
Фиг. 76. Узел нижнего пояса
ei Т sin ai 4
ег sin а2 1.
43
43а
Стыки нижнего пояса рассчитываются по общепринятому для нагельных соединений методу.
В стыке нормальной конструкции фиг. 17 усилие, действующее в поясе, распределяется поровну между всеми швами, поэтому число т нагелей или гвоздей с каждой стороны стыка определяется по формуле:
т
J
пТн
44
СМ СО kA СО Ь 00 Од О 1-1 см СО ч кЛ CD rlr-tn П Г-, Hrt г-t CM CM CM CM С4 CM CM
где N растягивающее усилие в поясе;
Тн допускаемое убилие на один срез нагеля или гвоздя;
п число срезов нагеля или гвоздя.
Величины допускаемых усилий п Тн на один нагель и гвоздь для встречающихся в практике случаев приведены в табл. 15 и 16.
в Расчет решетки
Размеры поперечного сечения элементов решетки- определяются конструктивными данными стр. 302 и условиями устойчивости сжатых элементов на продольный изгиб. Сечения
СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ
331
Таблица 15
Допускаемые усилия на один стальной цилиндрический нагель в стыках нижнего пояса
Таблица 16
Допускаемые усилия на один гвоздь в стыках ншкпего
пояса
Тип сечений
Размеры
сечения
а в см
с в см
Диаметр
нагеля
d в мм
Допускаемое усилие на один нагель Тн в кг
3,5
4
5
12
12
16
864
916
1612
3,5
4
5
12
12
16
4
5
12
16
1 296
1 374
2 420
1 832 3 224
Тип сечения
Размеры
сечения
Размеры
гвоздей
Допускаемое усилие на один гвоздь Тгв в кг
а в см
СВ см
1
4
4
4x110
92
5
3,5
5X110
124
6
6
5,5x150
159
7
5
5,5x150
159
растянутых элементов решетки вследствие небольшого ослабления их в узлах пояса могут не рассчитываться, так как напряжения в нит всегда значительно меньше допускаемых.
Продольный изгиб сжатых элементов учитывается в предположении шарнирного закрепления концов решетки в поясах. Поэтому свободную длину сжатого раскоса или стойки принимают равной длине их между осями поясов.
Таблииа 17
Данные для подбора сечений элементов решетки
Размеры сечения
0
1
1
Радиусы 1 инерции
JL. SM сдв Zn_F
а
h
ь
d
гх
ГУ
15
8
170
3,53
3,85
0,36В
16
9
186
3,78
3,90
0,376
17
9
192
4,00
3,85
0,364
6
18'
5
9
198
4,21
3,80
0,354
19
9
201
4,45
3,75
0,344
20
9
210
4,68
3,70
0,334
21
9
216
4,92
3,67
0,324
22
9
222
5,17
3,63
0,316
23
9
228
5,42
3,59
0,308
24
9
234
5,67
3,55
0,300
25
9
240
5,92
3,52
0,292
26
9
246
6,18
3,49
0,284
10
7
119
2,56
3,54
0,350
12
8
140
3,06
3,51
0,340
13
8
147
3,28
3,44
0,324
14
8
154
3,51
3,39
0,308
7
15
3,5
8
161
3,76
3,34
0,296
16
9
175
4,01
3,38
0,306
17
9
182
4,25
3,33
0,294
18
9
189
4,50
3,29
0,284
19
9
196
4,76
3,25
0,274
20
9
203
5,01
3,21
0,264
21
9
210
5,27
3,18
0,254
22
9
217
5,53
3,15
0,246
23
9
224
5,79
3,11
0,238
24
9
231
6,06
3,08
0,232
25
9
238
6,33
3,06
0,224
26
9
245
6,60
3,03
0,218
10
7
140
2,49
4,32
0,400
12
8
164
2,96
4,27
0,390
13
8
171
3,16
4,21
0,374
14
8
178
3,38
4,14
0,358
15
8
185
3,60
4,08
0,346
16
9
202
3,85
4,13
0,356
7
17
с
9
209
4,08
4,08
0,344
1
18
О
9
216
4,31
4,03
0,332
19
9
223
4,54
3,97
0,322
20
9
230
4,79
3,93
0,312
21
9
237
5,03
3,88
0,304
22
9
244
5,28
3,84
0,294
23
9
251
5,54
3,80
0,286
24
9
258
5,80
3,75
0,278
25
9
265
6.06
3,71
0,272
26
i
9
272
6,32
3,68
0,264
Размеры сечения
Радиусы
инерции
тх
2hcde
Sn
Zn_JF
10
7
82
2,48
2,54
12
8
96
2,94
- 2,52
13
8
100
3,14
2,47
14
8
104
3, 5
2,59
15
3
8
108
3,58
2,56
6
9
118
3,83
2,56
17
9
122
4,05
2,55
18
9
126
4,28
2,52
19
9
130
4,52
2,49
20
1
9
134
4,75
2,46
0,406
0,397
0,381
0,366
0,352
0,323
0,312
0,302
0,293
0,284
10
7
99
2,50
3,05
0,398
12
8
116
2,96
3,02
0,388
13
8
121
3,17
2,96
0,372
14
8
126
3,38
2,91
0,358
15
8
131
3,61
2,88
0,344
16
9
143
3,86
2,91
0,352
17
3,5
9
148
4,07
2,86
0,340
18
9
153
4,32
2,83
2,80
0,330
19
9
158
4,54
0,320
20
9
163
4,80
2,77
0,310
21
9
168
5,05
2,73
0,300
22
9
173
5,30
2,71
0,292
23
9
178
5,55
2,68
0,284
24
9
183
5,81
2,65
0,276
25
9
188
6,07
2,62
0,268
10
7
109
2,53
3,29
0,370
12
8
128
3,01
3,25
0,362
13
8
134
3,23
3,21
0,346
14
8
140
3,45
3,15
0,332
15
8
146
3,69
3,10
0,318
16
9
159
3,44
3,14
0,326
17
9
165
4,18
3,09
0,314
18
3,5
9
171
4,42
3,06
0,304
19
9
177
4,67
3,02
0,294
20
9
183
4,92
2,99
0,284
21
9
189
5,17
2,95
0,276
22
9
195
5,43
2,93
2,90
0,268
23
9
201
5,69
0,260
24
9
207
5,95
6,21
2,86
0,252
25
9
213
2,83
0,244
26
9
219
6,48
2,81
0,238
12
8
152
2,92
4,04
0,410
13
5
8
158
3,11
3,98
0,394
14
8
164
3,41
3,91
0,380
332
В. А. ЗАМАРАЕВ
Данные для подОора сечений элементов решетки
Таблица Is
Ш
j
-bl щ
Расчетные напряжения определяются, как обычно, для сжатых стержней по формуле:
N
п Е Фт1п
45
где N сжимающее усилие;
F площадь поперечного сечения брутто;
Ршла коэфициент уменьшения допускаемых напряжений для решетки ив двух ветвей ря или py-qi.
Геометрические характеристики поперечных сечений элементов решетки приведены в табл. 17 и 18.
Сечения, представленные в табл. 17, принято рассматривать как обычные составные, т. е. бее учета того, что нагрузка на такие стержни передается только через средний элемент нашивки с поясами ничем не соединены. Такое упрощение расчета в этом случае допустимо потому, что по данным испытаний сегментных ферм коэфициент запаса в элементах решетки с нашивками не меньше, чем в поясах. Кроме того необходимо учесть, что защемление решетки в поясах, не учитываемое в расчете, также повышает устойчивость ее сжатых элементов.
Силы сдвига между о'сновными досками и нашивками или прокладками определяются по ф-ле 7 и по табл. 12 и 17.
Допускаемые усилия на гвозди, воспринимающие эти силы, приведены в табл. 19.
Таблица 10
Допускаемые усилия на один гвоздь соединения элементов
решетки
Тип сечения решетки
Размеры
Размеры
гвоздей
Допускаемое усилие на гвоздь Tig в кз
а
Ъ
4
3
4x100
46
__
5
3,5
4X110
44
6
3,5
5x125
68
ГгтП
6
5
5x150
72
7
3,5
5X125
55
7
5
5X150
68
та
5
5X125
63
ГТГ1
6
5X150
68
шш0
7
5,5X175
83
6
5X100
72
7
5x110
72
За la
Расчет числа гвоздей тр для прикрепления решетки к поясам производится по формуле:
N.
тр
46
где Nmx наибольшее по абсолютной величине усилие в расчетном элементе;
СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ
333
Т„ допускаемое усилие на один гвоздь обычно двусрезный.
Величины Тгв в зависимости от размеров пояса и гвоздей приведены в табл. 20.
При одинаковой ширине всех элементов решетки расчет производится по наиболее напряженным. Ширина решетки в большинстве случаев определяется условием размещения гвоздей тр в углах, поэтому принят следующий порядок расчета:
1 по ф-ле 46 находят число гвоздей тр
2 по числу гвоздей тр определяют ширину элементов решетки, необходимую для размещения этих гвоздей в узлах верхнего пояса;
3 в полученном таким образом сечении проверяют напряжения по ф-ле 45 и при необходимости увеличивают его в ширину или применяют нашивки для одиночной решетки.
Необходимая ширина элементов решетки по числу гвоздей может быть получена по табл. 21.
7 Расчет опорных узлов
В зависимости от конструкций опорных узлов расчетными элементами их являются:
1 тяжи, хомуты или плоскости скалывания в щековых врубках; -
Таблица 20
Допускаемые усилия иа один гвоздя крепления элементов решетки к поясам
Тип сечения верхнего пояса
7 а
1ьт777
S8
1
2
I
зй
S3
W.
Л
В
В
SSS
В
В
к
и и
Размеры
Размеры
гвоздей
4
5
6
5
6 7
4
4X110
4
5x150
4
5x150
5
5X150
5
5,5X175
5
6,5X175
Допускаемо е усилие на один гвоздь Тгв в кг
92
144
136
144
174
168
5
4
5X125
126
6
4
5X150
136
5
5
5X125
126
6
5
5,5X150
Г9
7
5
5,5X175
168
6
5
5,5X175
174
7
5
5,5x175
168
Таблица 21
Ширина элементов решетки в зависимости от числа гвоздей в узлах верхнего пояса
Высота верхнего пояса
п h Zh в см
Диаметр
гвоздей
d в мм
Ширина решетки в см
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
3-4,0 12
4,0
5
6
7
7
8
8
9
9
10
3-4,0 12
5,0
2
2
3
3
F4
4
4
4
4
4-4,0 16
4,0
8
9
11
11
12
12
14
14
15
17
18
4-4,0 16
5,0
3
3
4
4
5
6
6
6
6
6
7
5-4,0 20
5,0
4
4
5
5
6
7
7
8
8
8
9
9
10
11
11
3.5,0 15
5,0
4
4
5
5
6
7
7
8
8
8
9
3-5,0 15
5,5
4
4
4
4
5
6
6
6
7
7
8
4.5,0 20
5,0
6
6
8
8
9
11
11
12
12
12
14
14
15
17
17
4-5,0 20
5,5
6
6
6
8
8
10
10
10
11
11
12
12
14
14
16
5.5,0 25
5,5
8
8
8
10
10
12
12
12
14
14
16
16
18
18
20
5-6,0 30
5,5
8
8
8
10
10
12
12
12
14
14
16
16
18
18
20
2 нагели, гвозди или же металлические шпонки;
3 площадки смятия древесины под торцом верхнего пояса и под тяжами или хомутами;
4 площадь опирания фермы.
Для расчета опорных узлов необходимо знать величину усилий в крайних панелях верхнего и нижнего поясов и опорную реакцию фермы.
Тяжи и хомуты рассчитываются на простое растяжение по усилию Nw, действующему в опорной панели нижнего пояса.
В узлах группы 1 стр. 305 средние тяжи в плоскости прокладок воспринимают усилие одной доски нижнего пояса, крайние тяжи в плоскости накладок половину усилия поясной доски.
Если на каждую накладку узла передается больше половины усилия, действующего в поясной доске фиг. 19 20, то нагрузка на тяжи соответственно перераспределится.
Необходимая рабочая площадь сечения FM прямых тяжей фиг. 33:
р4г’ 47
где N усилие, приходящееся на прокладку или накладку;
тг допускаемое напряжение на растяжение стали, из которой проектируются тяжи;
FH сечение нетто тяжа.
Для тяжей и хомутов, огибающих накладки и прокладки узла фиг. 34 и работающих как гибкие нити, соответственно получим:
F N н 2п
47а
Допускаемые напряжения п принимаются 0СТ 7063. Обычно га_ 0,8 х
согласно 31 вкс
X 1 400 1 120 кгсм
Диаметры d тяжей в зависимости от нагрузки на них могут быть определены непосредственно по табл. 22, где кроме того указаны наружные диаметры нарезки, при которых ослабленное нарезкой сечение равнопрочно сечению самого тяжа.
В тех случаях, когда тяжи проектируются без осадки концов, диаметры их определяются по диаметрам нарезки.
334
В. А. ЗАМАРАЕВ
Таблица 22
лг
3id2
Допускаемые усилия на один тяж из нормальной круглой стали 3
Л
min
П 2
N
ПЕ
п 0,8-1400 1120 кгсл2
тяжа
8
10
12
14
16
18
20
22
24
25,4
27
30
dнарезки
12
14
16
18
20
22
27
27
30
36
36
36
N в кг
1125
1 610
2 530
3 440
4 500
5 700
7 0J0
8 500
10100
11350
12 850
15 850
Плоскости скалывания в узлах на щековых врубках фиг. 29 рассчитываются в предположении, что рабочая длина 10 скалывания вдоль волокон не более семикратной глубины k врубки. В данном случае величина h равна полозине толщины а ветви верхнего пояса, поэтому 10 3,5а. Усилие Nu в опорной панели нижнего пояса обычно распределяется поровну между всеми плоскостями, поэтому необходимая площадь F скалывания в одной плоскости находится по формуле:
Nm 48
F
п Г и напряжение скалывания:
NH
t
п
ск
48а
где п число плоскостей скалывания.
Площадь FCK проще всего определять графически по масштабу фиг. 77. Допускаемое на-
ОСТ
пряжение г на скалывание согласно 7063
принимается для вовдушно-сухой сосны равным 8 кгсм2.
Нагели и гвозди, соединяющие прокладки и накладки уэлов с нижним поясом, рассчитываются по усилию Nu так же, как и в стыках нижнего пояса.
Металлические шпонки фиг. 40 41 также рассчитываются по общим правилам.
Напряжения смятия древесины под торцом верхнего пояса и по опорной площади фермы во многих случаях при применении полусухой и даже воздушно-сухой сосны превышают на 20 ■
ОСТ
30 допускаемые по 7063 напряжения,
однако это не существенно, так как прочность этих элементов узла значительно выше прочности всей фермы.
8 Расчет связей между фермами
Связи между фермами нередко назначают без расчета, руководствуясь только конструктивными соображениями, однако лучше их рассчитывать
по усилиям, которые могут в них возникать при выпучивании верхнего пояса из плоскости фермы.
Величина этих усилий зависит от характера возможного искривления верхнего пояса, от продольного усилия N0 в нем и от стрелки f в середине кривой.
При определении усилий можно условно принять, что искривление верхнего пояса происходит по параболе и что стрелка в вершине параболы составляет 0,01 от длины участка 10 верхнего пояса между крайними связями. Кроме того обычно предполагают, что выпучивание поясов происходит во всех фермах в одном направлении. Поэтому усилия в связях зависят также и от числа соединенных между собою ферм,
В фермах с фонарем длина участка 10 равна суммарной длине подфонарных панелей, а в фермах с надстройками половине длины верхнего пояса, так как в середине в коньке фермы пояс закреплен расположенной на нем кровлей.
На длине выпучивания 10 верхний пояс обладает большой гибкостью, поэтому сопротивление пояса иэгибу из плоскости фермы при расчете связей не учитывается. Заменив ввиду условности расчета усилия в анкерных прогонах равномерной нагрузкой q, уравновешивающей момент в верхнем поясе, из условия статического равновесия искривленного участка 10 пояса фиг. 78 получим:
ilium
■Лгг- ШЛШ
Анкерные прогоны
Ра
Фиг. 78. Схема определения усилий в анкерных прогонах
N0f
qio
откуда: Так как
то
i 0’01’ q 0,08.
491
СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ
33S
В соответствии с этим усилие в анкерных про гонах:
Ра Ф ' по, 50
где ь расстояние между анкерными прогонами;
По расчетное число соединенных между
собой ферм.
В тех случаях, когда анкерные прогоны закреплены в железобетонных противопожарных вонах или в торцевых стенах здания, число п0 принимается равным числу ферм на длине между закрепленными концами прогонов. Если же кроме анкерных прогонов фермы соединены между собой через нескрлько пролетов перекрестными стальными тяжами, то число тг0 принимается равным числу ферм на участке между этими тяжами и анкерами прогонов.
Расчет анкерных прогонов производится по аварийному и наиболее невыгодному случаю в предположении, что один из закрепленных концов их полностью выключился ив работы фиг. 79.
1
'
Ра
т
Фиг. 79. Схема нагрузки на анкерные прогоны
В соответствии с этим прогоны рассчитываются на сжатие с продольным изгибом силой Ра, а стыки и закрепление концов прогонов на растяжение той же силой Р„.
Ра
W
А
W
М
I 1 ■
Ра
Ра
Ра
V ✓
✓
V Ч N
Ра
1 Ра 1 й т.
Ра j
1 ь 1
рассчитываются как элементы фермы пролетом АВ с нагрузкой Ра в уэле С.
ЛВС
Фиг. 80. Расчетные схемы ферм жесткости
Свободная длина прогонов при продольном изгибе их относительно любой оси принимается равной пролету прогонов, т. е. расстоянию между фермами. Расчетные напряжения определяются по обычной формуле:
в- тгг- 51
Mnin
Перекрестные тяжи в подфонарных панелях рассчитываются как раскосы ферм с параллельными поясами, при этом должно быть учтено, что тяжи могут воспринимать только растягивающие усилия. Расчетные схемы этих ферм в зависимости от числа анкерных прогонов представлены на фиг. 80.
В крайних тяжах усилия D имеют наибольшую величину и определяются через поперечную
силу Q, равную опорной реакции фермы от сил
Р
а9
D сТГ- 52
sm а ' '
В обычных случаях диаметр тяжей d колеблется в пределах от 12 до 19 мм.
Раскосы связей, располагаемых в вертикальных плоскостях по схеме, приведенной на фиг. 81,
Фиг. 81. Схема нагрузки на вертикальные связи
5. Примеры проектирования
Пример 1. Расчет сегментной фермы без фонаря и надстройки
а Схема и основные размеры ф и г. 82
Расчетный пролет I 22,5 м. Высота фермы по середине пролета между осями поясов:
h l 3,75 м.
Фиг. 82
Радиус кривизны оси верхнего пояса, очерченногопо дуге круга:
до Л __ А
8i 2 ’
при у - радиус R 0,8333 0,8333 22,5
18,75 м. Строительный подъем по середине пролета фермы не учитываемый при расчете:
, I 2 250 л
“ 200 200 СМ'
Радиус кривизны оси верхнего пояса с учетом строительного подъема:
22,6- , 3,75 0,11
R
18,33 м.
83,75 0,11 1 2
Строительная высота фермы:
Я h 3,75 0,11 3,86 м.
Число панелей верхнего пояса п 10.
Средние восемь панелей верхнего пояса имеютравные проекции на ось нижнего пояса:
I 22,5
d
2,42 м.
п 0,70 10 0,70
Проекция крайней панели:
d0 0,65г 0,65 2,42 1,57 м.
б Нагрузки
На 1 мг горизонтальной проекции покрытия: постоянная:
кровля 50 кг собственный вес фермы 17
временная:
Итого д0 67 кг снег р0 82 кгм
336
В. А. ЗАМАРАЕВ
На 1 пог. м горизонтальной проекции верхнего лояса фермы:
при расстоянии между фермами 6,0 л:
д 6,0 67 402 кг 400 кг;
р 6,0 82 492 кг я 500 кг.
Суммарная нагрузка:
q д р 400 500 900 кгл.
Узловые нагрузки. На каждый узел верхнего пояса действует нагрузка, расположенная на примыкающих к узлу панелях.
Для всех узлов верхнего пояса кроме А и В фиг. 82 узловые грузы имеют следующие значения.
От постоянной нагрузки: нормальный узловой груз:
Рд 2,42 400 970 кг.
Грузы в узлах А и В по 0,83 Рд.
От снеговой нагрузки: нормальный уело вой груз:
Рр 2,42 500 1210 кг;
в узлах А и В также по 0,83 Pp.
От односторонней снеговой нагрузки узловой груз С получается равным 0,5 Pp.
в Усилия
Усилия в элементах фермы определены по табл. 2, приведенной на стр. 313.
Для определения усилий по таблицам необходимо и достаточно иметь узловые нагрузки
Рд И РР.
Порядок расчета и результаты вычислений приведены ниже в таблице усилий.
Таблица усилий
стерж
ней
Усилия от нагрузок в кг
Равномерное загрушение всего пролета
Односто
ронняя
снеговая
нагрузка
Расчетные
усилия
постоянной нагрузкой
снеговой
нагруз
кой
о
о
и
И
И
и
р
D
о
g
ой
РЦ
g
О
1 12
2-13
3-14
4-16
5-17
6-19
7-20
8-22 9-23
10 24
11 12 11 15 11-18 11-21
11 24
12 13
14-15
15-16
17-18
18-19 20-21 21 22 23-24
13 14
16-17
19-20 22-23
-7 450 -7 260 -6 770 -6 870 -6 770 -6 770 -6 870 -6 770 -7 260 -7 450
290
-290
193
-97
-97
193
290
290
97
-97
-97
97
-9 320 9 070 -8 470 8 590 -8 470 8 470 -8 590 -8 470 9 070 9 320
6 200
7 740
J-
-6 580
--8 230
-6 770
1-8 470
-6 580
-8 230
4_
-6 200
-7 740
363
363
242
121
121
242
363
363
121 121 121 -121
6 780 6 170 5 810 4 960
4 840 3 390
3 510 2 540 2 780 2 540
5 570 5 320
4 120 2 910 2 060
0,0 363 726 1 330 1 450 847 -726 484
363
484
484
363
16 770 -16 330 -15 240 15 460 -15 240 15 240 15 460 15 240 16 330 -16 770 13 940 14 810 15 240 14 810 13 940
653 653 -533 1 233 -1 547 4-1 040 1 016 274
266 387 581 460
Практически определять усилия во всех стержнях ферм излишне, так как рассчитываются только те стержни, которые находятся в наиболее невыгодных условиях работы. В данном случае
вполне достаточно было бы знать усилия 2 13
11 12, 11 15 и 18 19, остальные усилия приведены лишь для подтверждения этого положения.
г Материал и допускаемые напряжения
Фермы запроектированы из полусухой сосны марки 1 7099, соответствующей III классу
сооружений, с влажностью от 18 до 23.
Тяжи опорных узлов изготовляются из' нормальной стали 3. ”
Допускаемые напряжения для дерева приняты
с коэфициентом 0,9 от основных по
ост
вне
7063:
на сжатие и 90 кгсм2
растяжение 1л 90 изгиб аи 100 Допускаемое напряжение на растяжение для
ост
стали 3 принято согласно 31 7063 равным
л-- 0,8 1 400 1120 кгсм2.
д Расчет элементов фермы
Верхний пояс. При расчете верхнего
пояса приближенно учитывается его неразрезность в узлах. Поперечное сечение пояса, а также мощность гвоздевого забоя в нем определяются по продольному сжимающему усилию и изгибающему моменту, действующим во второй панели.
Расчетное сжимающее усилие iV2_13 16 330 кг.
Длина панели 10 0,1202 22,50 2,71 м табл. 2.
Длина проекции этой панели на ось нижнего пояса:
d 2,42 м фиг. 82.
Стрелка кривой по середине панели фиг. 83:
2712
С
JL
8 ДО
8 1 875
4,9 см.
Изгибающий момент по середине панели от кривизны поясов между узлами по ф-ле 3:
ЯГ _ Nc _ 16 330 4,9 мг- -3 з 26 700 кгсм.
Момент от местной панельной нагрузки при сплошном настиле по ф-ле 5:
Mq -24242- 22 000 кгсм.
Расчетная величина момента по середине панели:
Мс Мг Мс 26 700 22 000 4 700 кгсм
При устройстве кровли по прогонам, расположенным в узлах и в третях панели, получим соответственно:
Мс 19500 кгсм;
Ме 26 700 19 500 7 200 кгсм.
Расчетная длина пояса при продольном изгибе его в плоскости фермы:
1Х 0,650 0,65 271 176 см.
СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ
При учете продольного изгиба пояса ив плоскости фермы расчетная длина lg зависит от типа кровли. При устройстве кровли по прогонам расположенным, как указано выше длина 1у принимается равной расстоянию между прогонами, т. е.:
1у Щ- zz 90 см.
В случае применения сплошного настила продольный изгиб пояса из плоскости фермы не
учитывается.
Верхний пояс запроектирован иэ двух ветвей фиг 84 с прокладкой, не учитываемой в расчете. Площадь поперечного сечения пояса:
V 4. 5,0 7. 2 280 с.
Расчетные моменты инерции:
г
-1
Фиг. 83
Момент сопротивления: 8 090
wa
10
Фиг. 84. Сечение, верх него пояса
809 см8.
Радиусы инерции:
-f8 090 - оп Г V 280 37 См;
-Л. ,
ТУ V ' 280 ’ Все эти геометрические характеристики могут быть получены непосредственно из табл. 10. Гибкости:
176
1 Лх гх 5,37
33;
X 90 У 6,85
13 4.
Коэфициент 9х 0,77.
Напряжение в поясе: при кровле из сплошного настила
„ _ 16 330 , 4 700 - 90 пк п , е Л
- 280 0,77 ■ 809 100 -Г 81 кгсм 90;
при кровле по прогонам:
7 020 90
ч 75,7 --
84 кгсм2 90.
809 100
Сумма сил сдвига Тх по первому шву фиг. 85 на длине панели пояса при продольном изгибе его в плоскости фермы определяется по ф-ле 8. Пользуясь табл. 11 для рх 0,77, получим:
Г 4-0,065 iV2_15
4 0,065 16 330 4 240 кг.
Величина сдвигающих сил Г при поперечном изгибе пояса зависит от характера внешних нагрузок, действующих в пределах панели.
Сумма сил Г4' по первому шву на длине панели при сплошном настиле:
Т 2
3 MCS
2 3. 4 700. 0,056 1 590 кг.
Величина у- приведена в табл. 10. j
При совместном учете продольного и поперечного иэгибов пояса в плоскости фермы сумма сил сдвига по первому шву на длине панели:
кг.
При кровле по прогонам соответственно получим:
2 3 7 200 0,056 2 430 кг;
2Г 4 240 2 430 6 670 кг.
Эти силы воспринимаются гвоздями d 5,5,
I 175, соединяющими бруски и ветви пояса по схеме, приведенной на фиг. 85. Число вертикальных гвоздей при сплошном настиле найдется по ф-ле 29 и по табл. 13:
т1 Г Г 70 шт. на всю панель
и горизонтальных по ф-ле 28:
1щ Тх Т 26 шт. навею панель.
При т2 26 и длине панелц 10 271 см шаг горизонтальных гвоздей получается равным 35 см, т. е. более 40 d„ 22 см.
Поэтому шаг этих гвоздей принят равным 22 см и число пг2 44 шт.
При этом число вертикальных гвоздей найдется по ф-ле 30:
ш Тт Cims -
'-ii
fl3.05;t125
Фиг. 85. Схема забивки гвоздей
Фиг. 86. Поперечное сечение решетки
Для случая устройства кровли по прогонам соответственно:
т 44 шт.
и
-ЯШ.
Совместное действие продольного изгиба ив плоскости фермы с поперечным изгибом пояса не является расчетным случаем и поэтому не рассматривается.
Решетка. Поперечное сечение решетки, а также число гвоздей для крепления ее к поясам принимаются для всех элементов одинаковыми.
В наиболее невыгодных условиях работают сжатые раскосы 17 18 и 18 19 см. таблицу усилий и фиг. 82.
Расчетное сжимающее усилие Nis 19 1 547 кг.
338
В. А. ЗАМАРАЕВ
Свободная длина раскоса при продольном изгибе:
h8 19 0,199 22,5 4,49 л табл. 2.
Необходимое число гвоздей d 5,5, I 175 мм для прикрепления раскоса к поясу верхнему или нижнему:
_ N18 19 1 547 _п 0 _ Л
т тГв 167 “ 9,3
Допускаемое усилие на один двусрезный гвоздь Тгв приведено в табл. 20.
Из условия размещения гвоздей в узле верхнего пояса ширина раскоса должна быть не менее 15 см табл. 21.
Принятое поперечное сечение решетки представлено на фиг. 86.
Площадь сечения:
161 см2.
г брутто Моменты инерции:
7 153 2 3,5 88
1.,
12
8 143 7
2 268 см
78
1,03
1790 см.
12 1,1 Радиусы инерции:
1 2 268 0 пй rxV -gj 3,76 см;
Гу 3,34 см гя.
Все эти величины могут быть получены табл. 17.
Наибольшая гибкость:
из
448
3,34
134; qy 0,17.
Напряжение:
п
1 54г
- 161 0,17
56,5 кгсм.
Сумма сил сдвига на длине раскоса по шву между нашивкой и основной доской определяется по ф-ле 9.
Пользуясь данным табл. 17, получим:
V 0,296 - l 1547 2 240 г.
Нашивки соединены с основной доской гвоздями: d 5,0; I 125. Допускаемое усилие на один срез гвовдя по табл. 19:
Тт 55
кг.
Необходимое число гвоздей на погонный метр нашивок с обеих сторон решетки для воспринятия сил Ту:
m 2 240
Р 4, 48 55
9 ШТ.
Нижний пояс. Нижний пояс рассчитывается на простое растяжение по ослабленному в стыках сечению.
Стыки назначены во второй и четвертой панелях.
Наибольшее растягивающее усилие Nu 15 14 810 кг.
Ширина досок пояса принимается равной ширине ветвей верхнего пояса, т. е. 7 см.
Необходимая площадь сечения нетто:
Iгя 14 810 л £ f О
FH 90 164 см ■
По табл. 14 принимаем сечение 27 х 15 с площадью FH 165 см2 фиг. 87.
’Рабочее напряжение:
14 810 , ,
п ' 165 90 кг1см
Стыки нижнего пояса перекрываются прокладками толщиной 7 см и накладками толщиной 5 см табл. 15.
Допускаемое усилие на один четырехсрезный нагель d 16 мм по табл. 15:
Тм 1612 кг.
Необходимое число нагелей с каждой стороный стыка:
14 810
1 612
9,2 9 шт.
Стыки могут быть также сконструированы и на гвоздях d 5,5; I 150 мм.
Допускаемое усилие на один двусрезный гвоздь по табл. 16:
ш j
7 17
Ты 159 кг.
Необходимое число гвоздей с каждой стороны стыка с обеих сторон пояса:
тгв 93 шт.;
при наличии двух болтов d 16 мм:
тГ _ 14 810-2 1 612 171 73 шт.
I ип
4- а -1
щ I
7
Фиг. 87. Рабочее сечение нижнего пояса
гв
159
Опорные узлы. Опорные узлы фермы конструируются на тяжах из круглой стали 3 фиг. 89.
Растягивающее усилие в крайней панели нижнего пояса:
Nu j2 13 940 кг.
Усилие, передающееся с нижнего пояса черев нагели на прокладку:
Nnp 1 6 970 кг и на каждую накладку:
i940 349o кг
По табл. 22 для средних тяжей получим: диаметр тяжа d 20 мм и наружный диаметр нарезки по осаженным концам dH 27 мм.
Для крайних тяжей соответственно:
d 16 и dM 20 мм.
Число нагелей или гвоздей для крепления нижнего пояса к накладкам и прокладкам узла принято таким же, как и в стыках нижнего пояса, т. е.:
тн 9 шт.; т'„ 73 шт.
Рабочий чертеж фермы представлен на фиг. 88 и 89.
Пример 2. Расчет сегментной фермы с надстройкой
а Схема и основные размеры фиг. 90
Расчетный пролет I 28,5 м.
Г Высота фермы по середине пролета между осями поясов:
Ai- i4,75 м.
СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ
339
Расчетные нагрузки на 1 пог. м
Постоянная. 400 кг Снеговая. 500
242 JZ- 2i2
Lmt
под
1 650 -
Вид CHU3U 'Строительный
подъем II
Фиг. 88. Рабочий чертеж фермы под кровлю без фонаря и надстройки
Узел IV
Опорный уэел г
Швеллер Мб
ГУ
Нагели из круглого укелезо 016,7310
ПЗозди 03,5 С- 80
НосШе
шайбй
'олт 016
План'верхний пояс снят Тт 2С -
Вид снизу
Подкладки из пол. ш
1
г 600 -1
1 J333. JTH I hnnrri ft
■F-
Р
1 п
1
т г
■f 1
г- - 1
п
1 i Н
1 trr т wvi
f :
1 i 1
п
£ U
f-4
г I
1
Н-т 4
■83
i-ji, t v ‘ ч 1
Узел I
Узел II
Узел III
Размещение горизонтальных гвоздей в верхнем поясе
Размещение вертикальных гвоздей в верхнем поясе Гвозди 05,5; £175
.Ш
ш
fc
-f
lLd
к MB - 18 18 - ■■ 18
г
00
L,.
т
Фиг. 89. Детали фермы
340
В. А. ЗАМАРАЕВ
Радиус кривизны оси верхнего пояса, очерченного по дуге круга:
R0 4- 0,833 I 0,833 28,5 23,70 м.
Строительный подъем по середине пролета фермы, не учитываемый при расчете:
4 1 2 850 лг
f goo 14
200
Радиус кривизны оси верхнего пояса с учетом строительного подъема:
28,52
I 4,75 0,14 о пл м
84,75 0,14 2 3, 0
Строительная высота фермы:
Н h 4,75 0,14 4,89 м.
Порядок расчета и результаты вычислений приведены ниже в таблице усилий.
Таблица усилий
стержней
Усилия от нагрузок в кг
Равномерное затруднение всего пролета
Односто
ронняя
снеговая
нагрузка
Расчетные
УСИЛИЯ
постоян
ной
нагрузкой
снеговой
нагрузкой
2-15
13-14
13-22
22-23
10950 9 700 10600 0
-6 550 5 8 0 6 350 0
-4900 4 380 -3 170 -1 055
17 500 15 500 16 950 - 1055
Уклон ригель m
2850
Фиг. 90
Число панелей верхнего пояса п 12.
Средние десять панелей верхнего пояса имеют равные между собой проекции на ось нижнего пояса:
d
28,50 12 0,70
2,52 м.
Проекция крайней панели d0 0,652 0,65 х
X 2,52 1,65 м.
бНагру8ки на горизонталь
ной проекции покрытия
Постоянная кровля: 65 т
собственный вес фермы с надстройкой 20
Итого д0 85 кг
Временная: снег р0 50 кг.
На 1 пог. м горизонтальной проекции верхнего пояса:
при расстоянии между фермами 6,0 и:
д 6,0 до 6,0 85 510 500 кг; р 6,0 ро 6,0 50 300 кг. Суммарная нагрузка: q д р 500 300 800 кгм.
Узловые нагрузки. На один увел верхнего пояса действует нагрузка, расположенная на примыкающих к узлу панелях ригеля надстройки.
При постоянной нагрузке все узлы верхнего пояса за исключением А и В фиг. 90 получают нагрузку:
Рд д d 500 2,52 1 260 кг.
При снеговой нагрузке соответственно:
Рр р ' d 300 2,52 755 кг.
в Усилия
Усилия определены по табл. 3 только для расчетных элементов фермы.
г Материал и допускаемые напряжения
Характеристики материалов и допускаемые напряжения приведены в п. г примера 1 см. выше.
д Расчет элементов фермы
Верхний пояс. При расчете верхнего пояса приближенно учитывается его неразрезность в узлах.
Поперечное сечение и мощность гвоздевого вабоя пояса подбираются по продольному сжимающему усилию и изгибающему моменту во второй панели как более напряженной.
Расчетное сжимающее усилие:
Nг 13 17 500 кг.
Длина панели:
10 0,1003 28,5 2,86 м табл. 3.
Стрелка кривой по середине панели:
2862
с
с 8 НО 8-2 370
4,3 см.
Изгибающий момент в узле см. ф-лу 3:
2Nc 2 17 500 4,3
3
50 100 кгсм.
Свободная длина 1у при продольном изгибе пояса из плоскости фермы принимается равной длине первых двух панелей, так как связи по верхнему поясу между фермами ставятся через узел:
1у 0,0695 0,1003 28,5 4,85 м табл. 3. Свободная длина 1Х при изгибе в плоскости фермы определяется с учетом неразрезности пояса в узлах:
1Х 0,65 10 0,65 286 1,86 л.
Верхний пояс запроектирован иэ трех равных по ширине ветвей фиг. 91 с прокладками, не учитываемыми в расчете.
По табл. 10 находим:
площадь поперечного сечения пояса:
брутто СМ2.
Расчетный момент сопротивления:
'W 1 575 см3
СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ
341
Радиусы инерции:
гибкости:
гх 6,61 см
Гу 9,20 см,’, 186
6,61
28
и коэфициенты
и
Напряжение: п
1 _ i85_ _ го
У 9,20 0i рх 0,80 pv 0,63.
17 500. 50 100 90
Т
- 450-0,63 ' 1 575 - 100
61,8 28,9 91 кгсм2.
Фиг. 91. Сечение верхнего пояса
in п 15-
Фиг. 92. Схема забивки гвоздей
Сумма сил сдвига по первому шву фиг. 92 на длине второй панели от поперечного пояса по ф-ле 14:
2 N с. 2 17 500. 4,3 0,038 5 720 кг.
Величина ■ приведена в табл. 10.j
Силы сдвига при продольном изгибе пояса определяются по ф-лам 8 и 9.
Пользуясь табл. 11 и 12, получим:
Тх 4 0,048 17 500 3 360 кг
и
ТУ 2. 0,187 17 500 f4ir 3 860 кг
4,85
2,86 длина второй панели, а 4,85 длина двух крайних панелей.
Сдвигающие силы воспринимаются вертикальными гвоздями d 5,0; I 125 им и горизонтальными гвоздями d 5,5; I 150 мм, забиваемыми только в три средних бруска по схеме, приведенной на фиг. 92.
Число гвоздей определяется при комбинации сил Ту -f Ти Тх 21
1 Силы Тх Т табл. 13.
Число вертикальных гвоздей по ф-ле 31а:
тп
1 2е Т 305 720 252 шт.
и горизонтальных по ф-ле 32:
m грх Iiw 3 360 f 5 720. лп
Шг ъ 5М 160 ШТ
2 Силы Tv Т4-.
Число гвоздей по ф-ле 36: т: - Г- п т - 5 720 ’6 ' 3 8- -
с2 36,0
223 шт. 252.
При определении числа горизонтальных гвоздей данные табл. 13 не могут быть использованы, так как приведенные там формулы справедливы только при mj ; т.
В данном же случае тп1 ► т, поэтому горизонтальные гвозди рассчитываются по первичным данным ф-лы 34а:
rjyf fjl
т2
1-2
1,5 Тгв
9 3 -L ТЯ
‘ 1 ' Т Т
коэфициент су может быть получен по табл. 13, где
7 1,5Г 1,5 5 720 8 600 кг;
гр гр.
1 1-2 2 ъв’
j,kp _ допускаемое усилие на срез горизонтального гвоздя по ф-лам 15 19 и Т”гв допускаемое усилие на сррз вертикального гвоздя по второму шву фиг. 92 по ф-лам 15 и 16а 19а. Для принятых размеров пояса и гвоздей получим:
jpv 87 5з кг_
гв
Следовательно:
ОКО
8 600 53 о t 3860 _
1,5-87 35,5
44 109 153 160.
Таким образом комбинация сил Тх является более невыгодной, поэтому принято:
пг1 252 по 126 гвоздей сверху и снизу пояса;
т2 160 по 80 гвоздей с каждой стороны пояса.
Решетка. Поперечное сечение решетки, а также и число гвоздей для крепления ее к поясам принимаются для всех элементов одинаковыми.
В наиболее невыгодных условиях работают сжатые раскосы 22 23 и 21 22. Расчетное сжимающее усилие N22-23 1 055 кг.
Свободная длина раскоса при продольном иэгибе:
1р 0,1885 28,5 5,38 м табл. 3.
Решетка крепится к поясам гвоздями d 5,5, I 150 мм.
Допускаемое усилие на один двусрезный гвоздь табл. 20:
Ти 159 кг.
Необходимое число гвоздей для прикрепления раскоса к поясу:
1 055 л
тР тыг б’л
Принято:
по 4 гвоздя с каждой стороны пояса.
тр 8
342
В. А. ЗАМАРАЕВ
Решетка запроектирована из досок 26 х 12 фиг. 93.
Площадь сечения:
брутто I44 СМ2.
Радиусы инерции по табл. 18: гх 3,46 см
гу 5,87 см.
Доски раскоса соединены между собой шестью прокладками через 90 см по длине.
Гибкости:
-г5г-6.
и
ш 6
и
3,46
3 538 Q1
ЛУ “ 5,87 У
- - 15. а 6
Фиг. 93. Сечение решетки
и
Напряжение:
л
Коэфициенты:
рх 0,12, ру 0,36
Py-Pi 0,23.
1 055 гш о
144 ■ 0 ,17 61 “ '
Сумма сил сдвига по шву между доской раскоса и прокладкой определяется по ф-ле 7. Пользуясь данными табл. 12, для ру 0,36
получим:
Т2 0,67 1 055 1 415 кг.
Доски решетки соединены с прокладками гвоздями d 5,0, 1 150 мм. Допускаемое усилие на один срез гвоздя по табл. 19:
Т„ 68 кг.
Необходимое число гвоздей на одну прокладку: 1 415
тпр
3-68
3,5 ss 4 шт.
по 2 гвоздя с каждой стороны.
Нижний пояс рассчитывается на простое растяжение по ослабленному в стыках сечению.
Стыки пояса назначены во второй, четвертой и шестой панелях.
Наибольшее растягивающее усилие;
13 12 16 950 кг.
Принято сечение 3 6 х 15 фиг. 94.
Рабочая площадь пояса с учетом ослабления его нагелями d 12 мм, расположенными в два ряда по высоте табл. 14:
FH 241 см2.
Напряжение:
п 70’5 смК Стыки нижнего пояса перекрываются прокладками толщиной 6 см и накладками толщиной
4 см.
Допускаемое усилие на один шестисревный нагель d 12 мм по табл. 15:
Тн 1 374 кг
Число нагелей с каждой стороны стыка:
16 950
m 1 374
12 пгг.
Опорные узлы конструируются на тяжах из круглой стали 3 фиг. 96. Растягивающее усилие в крайней панели нижнего пояса:
13 14 15 500 кг.
Усилие, передающееся на прокладку:
15 500 г к.лл
дт г О 160 КЗ 1Ynp
иг на накладку:
NM 2 580 кг.
По табл. 22 находим: для средних тяжей d 18 мм; наружные диаметры нарезки по осажденным концам:
dH 22 мм.
Для крайних тяжей соответственно: d 12 мм; cL 16 мм.
ГЬ
Связи между фермами. Связи по верхнему поясу запроектированы в виде анкерных прогонов, закрепленных в железобетонных противопожарных зонах. Расположение связей указано на фиг. 90.
Усилие в прогонах Р„ определяется по ф-лам 49 50:
Ра 0,08 Ъ п0.
В данном случае
п0 10
и
Na 17 500 кг.
Следовательно:
Ра 0,08. h. ю 4 660 кг.
а ’ 1о 3
Принято сечение 25 X 20 фиг. 97.
Свободная длина прогонов при продольном иэгибе равна расстоянию между фермами, т. е.
пр М'
Прокладки между досками прогона поставлены через 1,0 м по длине. Радиусы инерции:
Гибкости:
Фиг. 94. Рабочее сечение нижнего пояса
г_ 5,77 см и г., 9,5 см.
X у
1 6QQ Л А
5Д7 104’
ч 600 лл
К 9 63
Коэфициенты:
и
Напряжение:
Фх 0.28, РУ 0,56
РУ'Я 1 0.28.
п
4 660
.5. 20 -0,28
83,5 90 кгсм.
СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ
343
Сумма сил сдвига при продольном изгибе прогона из плоскости у у:
тк _ 2 0,356 4 660 3 320 кг.
Сдвигающие силы воспринимаются гвоздями d 5,0, I 125 мм. Допускаемое усилие на один срез гвоздя Тгв 72 кг.
Необходимое число гвоздей на одну прокладку:
w g 7,78 шт.
с каждой стороны прогона.
Стыки прогонов перекрываются накладками толщиной 7 см. Усилие на накладки передается гвоздями d 5,0, I 150 мм.
Необходимое число гвоздей на одну накладку:
m 65 шт.
Закрепление концов прогонов в зонах осуществляется при помощи стального тяжа d 28 мм фиг. 97.
Рабочая площадь сечения тяжа по нарезке:
FH 4,5 см2
Напряжение:
Средние 10 панелей верхнего пояса имеют равные между собой проекции на ось нижнего пояса:
1 5® 2,168 м.
d
nt 1 035 кгсм.
Концы прогонов соединены с прокладкой через которую пропущен тяж гвоздями d 5,0, I 125 мм.
Число гвоздей, так же как и в стыках прогонов, принято равным m 66 шт. по 33 гвоздя с каждой стороны прогона.
Рабочие чертежи фермы и анкерных прогонов представлены на фиг. 95 97.
Пример 3. Расчет сегментной фермы с фонарем
а Схема и основные размеры фиг. 98
Расчетный пролет фермы I 24,5 м.
Высота фермы по середине пролета между осями поясов:
h -j- Ц 4,083 м.
Радиус кривизны оси верхнего пояса, очерченного по Дуге круга:
Y 0.833Z 0,833 24,5 20,40 м.
Строительный подъем по середине пролета фермы, не учитываемый в расчете:
, I 24 500 „
- Ш “ loo- 12
Радиус кривизны оси верхнего пояса с учетом строительного подъема:
Р _ 24,502 , 4,083 0,12
Л - 84,083 0,12 2 - 19’98
Строительная высота фермы:
Я h 4,083 0,12 ss 4,20 м.
Число панелей верхнего пояса п 12.
п 0,70 12 0,70
Длина проекции крайней панели:
d0 0,65d 0,65 2,168 1,41 м. б Нагрувки На 1 м горизонтальной проекции покрытия:
Постоянная: кровля 50 кг
собственный вес фермы с фонарем 17
Итого: д0 67 кг
Временная: снег р0 82 кг.
На 1 пог. м горизонтальной проекции верхнего пояса:
при расстоянии между фермами 6,0 м:
д 6,0 д0 6,0 67 402 400 кг
р 6,0 р0 6,0 82 492 500 кг
Суммарная нагрузка:
q д р 400 500 900 кгм.
Узловые нагрузки При равномерной нагрузке по всему пролету фиг. 99:
A J - 1,7890;
В Я -. д 3,25;
CGhlhlyg 3,25g;
D Е F 2,168.
При неравномерном загружении фермы снегом фиг. 100 см. также фиг. 55:
коэфициент а бз 3,85:
А 1,789р;
В
0,5-1,276
а 3060
2,168 , о 060 1,276 2
2 1 ’ 3,060 1,276
1,276
з,
23,060 1,276 3,060
060
0,5 1,276
3,060
23,060 1,276 1,276
J р 3,16р
1
2
0,5 2,168
J
3,060 1,276 2,19р;
D E F 0,5 2,168р 1,083р;
G 3,08р I о
jj _ g J определяются так же, как В и ц
J 1,85Л 3,31р.
Узловые нагрузки приходится определять в тех случаях, когда не имеется готовых таблиц усилий.
344
В. А ЗАМ АР ЛЕВ
Гвозди 05,5Д5О
Размещение вертикальных гвоэдей в верхнем поясе
косые
шаибк
Опорный узел
58-АмО болту 012 План верхний пвясснят
Тят 018 ,Гяжи0г
вкладыши гввдни ш пол' жвл' fbtiadu 015
£80
зел I
Гвозди 05.0,4150
Поперечные ' связи
Уэел II
Возди0110 150
болты фй
■ЛЗоэди 05,5 £150
Фиг. 95. Рабочий чертеж фермы с надстройкой
СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ
345
Нагели 02
Гбозди 05;LU
-20в Прокладка
sl Анкерный прогон
г Закрепление конца анкерного прогона
б Стыки прогонов и сопряжение с фермой
Фиг. 97. Рабочий чертеж анкерных прогонов к фиг. 95
гаонн Н 638 1276
Фиг. 99. Схема равномерной нагруаки
11,224
i 15р,
'щовон
Ш8
lllllllllllllilllllllllllllllllllllllllflblllllKIIIIIIIIIIIIIIIIH
I
-141
Фиг. 100. Схема неравномерной снеговой нагрузки
В. А. ЗАМАРАЕВ
При пользовании же таблицами достаточно иметь величину нагрузки, действующей на горизонтальной проекции средней панели верхнего пояса, т. е. постоянной узловой нагрузки:
Рд 400 2,168 867 кг
и снеговой:
Рр 500 2,168 1 085 кг.
в Усилия
Усилия в элементах фермы определены по табл.8. Порядок расчета и результаты вычислений приведены ниже в таблице усилий.
Таблица усилий
стержней
Усилия от нагрузок в кг
Равномерная нагрузка
Неравно
мерная
снеговая
нагрузка
Расчетные
постоян
ная
снеговая
3-5
-7 430
-9 270
7 200
-16 700
11-12
6 750
8 450
6 9.‘0
15 200
11-17
7 350
9 200
7 000
16 550
11-20
7 430
9 300
7 150
16 730
14-15
180
225
- 490
405
6 17
- 870
-1 080
- 540
1 950
г Материал и допускаемые напряжения
Характеристики материалов и допускаемые напряжения приведены в п. „г“ примера 1.
д Расчет элементов фермы
Верхний пояс. При расчете верхнего пояса приближенно учитывается его неразрезность в узлах.
Поперечное сечение пояса и мощность гвоздевого забоя подбираются по нормальному усилию в крайней подфонарной панели 3 15 как наиболее напряженной.
Расчетное сжимающее усилие:
N is 16 700 кг.
Длина панели 10 233 см табл. 8
Стрелка кривой по середине панели:
г8
с Л-
2332
3,3 см.
8 Л 8-2 040
Изгибающий момент в узле по ф-ле 3:
2Nc 2 16 700 3,3 „ЛЛ
Мл -у g 36 700 тем.
Свободная длина 1у при продольном изгибе пояса из плоскости фермы принимается равной суммарной длине третьей и четвертой панели, так как связи между фермами располагаются в узлах С, Е и G:
1у 233 -f- 225 458 см табл. 8.
Свободная длина 1Х при изгибе в плоскости фермы определяется с учетом неразрезноста пояса в узлах:
1Х 0,65 233 152 см.
Верхний пояс запроектирован из двух ветвей фиг. 101 с прокладкой, не учитываемой в расчете.
Геометрические характеристики поперечного сечения определяются по табл. 10.
z -X
Фиг. 101. Попе речное сечение верхнего пояса
Площадь поперечного сечения:
брутто 420 СМ2.
Расчетный момент сопротивления:
Wx 1 765 см.
Радиусы инерции:
гх 7,93 см и гу 6,85 см;
гибкости:
152 458 £0
х 793 И У М5 Коэфициенты рх 0,87 и ру 0,53. Напряжение:
16 700.3 670 900 _
- 420 0,53 1 '765 100
75,0 18,9 г; 94 кгсм
перенапряжение 4,3 5.
Сумма сил сдвига по первому шву фиг. 102
Фиг. 102. Схема за бивки гвоздей
на длине расчетной панели от поперечного ивгиба пояса по ф-ле 14 :
2 N с 16 700-3,30,0323 5300
величина получена из табл. 10j.
СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ
347
Силы сдвига при продольном изгибе пояса определяются по ф-ле 7.
Пользуясь данными табл. 12 для р„ 0,53, получим:
ТУ 0,33 16 700 550 кг
и для дх 0,87 по табл. 11:
Тх 0,028 4 16 700 1 870 кг.
Сдвигающие силы воспринимаются вертикальными гвоздями d 5,5, I 150 мм и горизонтальными гвоздями d 5,5, I 175 мм.
Число гвоздей определяется при комбинации сил:
ртГиГ Г.
1 Силы Ту
Число вертикальных гвоздей находится по ф-ле 33 см. также табл. 13:
щ А г 0,4ТУ 'Ж” 132 шт.
и горизонтальных по ф-ле 34:
Tw ТУ , ТУ 3 530 , 5 500.
т С8 Сб Су 80,0 172,5 “
12 66 78 ЩТ.
2 Силы Тх Т
По ф-ле 31а:
mi ТХ Т 704-t-43-530 124 132 и по ф-ле 32:
1 870 3 530 80,0
67 78.
Принято: т1 132 шт. по 66 гвоздей сверху и снизу пояса и тг 78 шт. по 39 гвоздей с каждой стороны пояса.
Одновременное действие сил Тх -f- Т при расчете гвоздей верхнего пояса ферм с фюнарем может не рассматриваться, потому что силы _j_ ту всегда дают большую нагрузку на гвозди.
Приведенный расчет имеет целью подтвердить это положение на примере.
Решетка. Поперечное сечение решетки и число гвоздей для крепления ее к поясам принимаются для всех элементов одинаковыми.
В наиболее невыгодных условиях работают сжатые раскосы 16 17 и 23 24.
Расчетное сжимающее усилие N16_17 1950 кг. Свободная длина раскоса при продольном изгибе.
1р 420 м табл. 8.
Решетка крепится к поясам гвоздями d 5,5, I 175 мм. Допускаемое усилие на один двусрезный гвоздь по табл. 20:
Ти 167 кг.
Необходимое число гвоздей на один конец раскоса:
1 950
167 ШТ.
по 6 с каждой стороны пояса.
Из условия размещения гвоздей в узлах верхнего пояса по табл. 21 ширина раскосов должна быть не менее 15 см.
Принято сечение с нашивками 3,5 х 8 см фиг. 103.
По табл. 17 находим:
Фиг. 103. Поперечное сечение решетки
площадь сечения:
Fбрутто 61
радиусы инерции:
гх 3,76 см
и
Гм 3,33 cjkj
гибкости:
и
I 0 _ 149
3,76
коэфициент ру 0,19.
Напряжение п_.9q19 64 90 кгсм2
Сумма сил сдвига по шву между нашивкой и основной доской определяется по ф-ле 9. Пользуясь данными табл. 17, получим:
Ту 0,296 - l 1 950 2 460 кг.
Нашивки соединены с основной доской гвоздями d 5,0, I 125 мм. Допускаемое усилие на один срез гвоздя по табл. 19:
Ти 55 кг.
Необходимое число этих гвоздей на 1 пог. м нашивок для воспринятия сил Г2':
т-гота-“ ШТ-
по 5,5 с каждой стороны пояса.
Нижний пояс. В наиболее невыгодных условиях работают сечения у стыков т. е. в месте
348
В. А. ЗАМАРАЕВ
наибольшего ослабления пояса и в узлах, где пояс кроме растягивающих усилий воспринимает изгибающие моменты от эксцентричного прикрепления раскосов.
Допускаемое усилие на один четырехсреэный нагель d 16 мм по табл. 15:
Тн 1 612 кг.
Фиг. 104. Узел нижнего пояса
Наибольшее значение момента получается в увле, к которому примыкают раскосы 14 15 и 16 17 при равномерном загружении фермы.
Усилие в нижнем поясе при равномерной нагрузке:
16 550 кг.
В раскосах соответственно:
14 16 180 225 405 кг;
16 17 950 кг.
При определении величины изгибающего момента рассматривается схема одноконсольной балки панель 11 17 в предположении, что стык в панели 11 14 не передает ни момента, ни поперечной силы.
Момент под силой N16_17 по ф-ле 42 фиг. 104:
М N 25 ' ei f N26 17 ’ 05 12,8 -f-
1 950 14,0 22 000 кгсм.
Принято сечение 2 7 х 21 см.
По табл. 14: площадь нетто:
FH 0,1брутто 0 см; момент сопротивления:
WH 925 см9.
Необходимое число нагелей с каждой стороны стыка:
16 730
т.,
1 612
10 шт.
Опорныеузлы
1. На тяжах из круглой стали 3 фиг. 106. Растягивающее усилие в крайней панели нижнего пояса:
Nц-12 15 200 кг.
Усилие, передающееся с нижнего пояса на прокладку:
Япр'-Ц7ткг
и на каждую накладку:
NH 2- 3 800 кг
По табл. 22 находим: диаметр среднего тяжа d 22 мм, а наружный диаметр нарезки по осаженным концам dH 27 мм.
Для крайних тяжей соответственно: d 16 мм, dH 20 мм.
2. На щековых врубках фиг. 107.
При высоте накладок и прокладок hH 23 см суммарная площадь скалывания по четырем плоскостям фиг. 105:
Напряжение:
16 550 , 22 000. Ал.
Л 250 925 ’ 23,8 90 кгсм-.
Наибольшее растягивающее усилие в панели нижнего пояса со стыком Nц-2о 16 730 кг. Площадь ослабленного сечения:
FH 227 см3.
Напряжение:
16 730 с , ,
” 227 3,5 Кг1см-
Стыки нижнего пояса перекрываются прокладками толщиной 7 см и накладками толщиной
5 см.
Fm 24,5 23 10,Ц-139 4 1 960 см
Напряжение скалывания щек накладок и прокладок из воздушно-сухой отборной сосны:
Т960 7,8 “’■
Связи между фермами запроектированы в виде анкерных прогонов по тому же типу, как и в примере 2.
Расположение этих прогонов указано на фиг. 106.
Рабочий чертеж фермы представлен на фиг. 106 и 107.
СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ
349
Пвзди ф 5.5 4175
Узел И
ШоэдифЪ,5 £175.
Г 15 1
'Прогоны поперечп ф. связеймежду фермами
Возди £5,5,7125 ВолгпфМ
Прогоны поперет связей между Фермами
'АГВоэди 25,5175
Узел III
Узел V
Фиг. 106. Рабочий чертеж фермы с фонарем.
Размещение гвоздей в нашивках решетки
350
В. А. ЗАМАРАЕВ
Мосье „ шайбы 10
Соснобые
вкладыши
Нагели изкгл жегезоф 16
План верхний пояс снят
Гяж 022,12020
Удозди 6 25 г80
Гяцф,1‘7Щ
гЙО-Н0'ЙЫ10-Ч0 Ялты 0Ь
Гвозди
Вид сниэи
Подкладки из пол. меп. Опорный увел
.■ и Щ1
1 ii
и и
TlT'i
f
жишии Pio
-j 1.
i ii
ii i
I
- L
с 1
1 :: :
j к 1
ii ii
тшШшг
1
: i:
i ii 1
:i -
ii i
I
J
ll :: i: :i i:-.;;
Ю
11
r
4100
1
Узел VI
Раздвинутый стык нижнего пояса
Нагели из круглого Железо 216,310
Позйи 05,5,4175
болт 06
Вид снизу
1 Г
1 j
т-4
1 ;; ;
'
i i
; I
,. I ■
i ;
: „
4. ii ■
l i
; ;
; l
't'
С
■1
.V ЧТ
■367
t.
II и 1LO ль
, 1 :
I 1
1 ll II L Г i. l f
I. :
i 1
I '
НИИИШШ 1 ;
I l H I _ Ll J
■Г :
;
1 I
J _ 11 II 1
in V
V 1
T
Возди 05,5 болты фЬ
Нагели из круглого Железо 0l6,t3iO
Увел VII
Не менее 8
HU-HO-40-HQJ Болты 016
План верхнии пояс снят
Прокладка иэ бруса 1423 L
Накладки из досок 8,5х 23 Вариант опорного узла
Размещение гвоздей в верхнем поясе Фиг. 107. Детали фермы
6. Таблицы сегментных ферм 1
1 Общие пояснения
Таблицы разработаны: 1 для цилиндрических покрытий с кровлей непосредственно по верх
1 Разработаны ОТИС Промстройнроекта.
нему поясу ферм или по прогонам, расположенным в узлах и третях панелей, и 2 для покрытий с трапециевидными или М-образными фонарями.
Расчет и конструирование ферм выполнены в соответствии с указаниями разд. 3 и 4, поясненными на примерах 1 и 3 разд. 5.
СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ
351
Принятые схемы ферм изображены на фиг. 4 5. Расчетные пролеты их изменяются от 9,5 до 34 5 м через 1,0 м, что при эксцентричной установке ферм на опоры многопролетных зданий фиг. 108 соответствует пролетам между осями
опор в Ю 35 м.
Фермы рассчитаны под нагрузку от 400 до
1 700 кгм при трех значениях снеговой нагрузки. Лесоматериал полусухая сосна с влажностью
от 18 до 23 марки 1 по 7099, соответствующей III классу сооружений.
Допускаемые напряжения приняты с коэфициентом 0,9 от основных по 7063.
2 Принципы конструирования
а Верхний пояс
Типы и размеры поперечных сечений приняты по табл. 10.
Толщина h брусков пояса принята равной 4,0,5,0 и 6,0 см. Бруски толщиной 4 см применены только для ферм малых пролетов 10 14 м в целях уменьшения начальных напряжений от гнутья.
Гвозди, соединяющие отдельные бруски и ветви, размещаются равномерно по всей длине пояса; шаг гвоздей определяется по расчетной панели.
Вертикальные г в о 8 д и размещаются поровну сверху и снизу пояса. Для поясов с уширенной средней ветвью фиг. 10 число гвоздей в каждой крайней ветви составляет 16, а в средней 35 от полного расчетного числа, указанного в таблицах.
Если в фермах с фонарем шаг вертикальных гвоздей получается равным 40 50 dM dM диаметр гвоздя, на участках пояса, примыкающих к узлу, необходимо увеличивать интенсивность вабоя вертикальных гвоздей сверх расчетного числа, указанного в таблицах, назначая шаг их не более 20 25 die. Длину этих участков усиленного забоя следует принимать равной приблизительно по 0,1 длины панели в обе стороны от узла.
Горизонтальные гвозди также размещаются поровну во всех перекрытых прокладкой брусках с обеих сторон пояса. При высоте пояса в 25 и 30 см прокладкой перекрываются только три средних бруска, при меньшей высоте все бруски.
Высота прокладки определяется высотой пояса или перекрытых брусков и стрелкой его кривизны по середине панели.
Если шаг горизонтальных гвоздей получается более 40 dw, то гвозди размещаются в шахмат по фиг. 67. Примеры предельно частой расстановки горизонтальных гвоздей приведены на фиг. 15.
б Нижний пояс
Типы и размеры сечений приняты по фиг. 16 и табл. 14. Толщина досок нижнего пояса принята равной размеру а верхнего пояса, поэтому в таблицах указана только высота их.
Стыки нижнего пояса перекрываются прокладками той же толщины, как и поясные доски и накладками толщиной по табл. 14 и конструируются на стальных цилиндрических нагелях или на гвоздях при двухветвевом поясе фермы. При толщине поясных досок а 4 см стыки конструируются только на гвоздях, поэтому для таких типов сечений число нагелей в таблицах не приводится. Гвозди в стыках размещаются поровну с обеих сторон пояса.
В нагельных стыках 20 от указанного в таблицах числа нагелей заменяются стяжными болтами того же диаметра; в гвоздевых стыках ставится не менее двух болтов d 12 мм с каждой стороны стыка. Стыки располагаются симметрично относительно середины пролета через одну панель нижнего пояса и конструируются по фиг. 21.
в Решетка
Типы и размеры сечений приняты по табл. 17 18. При двухветвевых поясах элементы решетки во многих случаях имеют цельное сечение из одной доски без нашивок. Гвозди,, соединяющие наширки и прокладки с основными досками, размещаются поровну с обеих сторон решетки. Число прокладок между досками двухветвевой решетки назначается в зависимости от длины раскоса или стойки:
при теоретической длине элементов решетки до 2,5 м 2 прокладки;
при теоретической длине элементов решетки от 2,51 до 4,0 4 прокладки;
при теоретической длине элементов решетки больше 4,0 м 6 прокладок.
Длина прокладок 20 22 см соответственно диаметрам гвоздей d 5 5,5 мм.
Во всех узлах верхнего и нижнего поясов кроме гвоздей ставится по одному стяжному болту независимо от числа сходящихся там элементов решетки.
Диаметры этих болтов принимаются такими же., как и в стыках нижнего пояса.
Число двус разных гвоздей для прикрепления решетки к пог. су в месте постановки болта может быть уменьшено против указанного в таблицах на з
г Опорные узлы
Основной тип уела принят по фиг. 34 с круглыми стальными тяжами. Кроме того приведены узлы на щековых врубках по фиг. 29, которые могут применяться лишь при условии изготовления накладок и прокладок из воздушно-сухой сосны марки 0 и если есть гарантия высокого качества выполнения врубок. Расстояние от центра узла со щековыми врубками до торца фермы принято равным 23 см.
Число нагелей или гвоздей для прикрепления накладок и прокладок опорных узлов к нижнему поясу назначено таким же, как и с каждой стороны стыка нижнего пояса.
Если верхний пояс имеет уширенную среднюю ветвь, то в торце этой ветви делается вырез пофиг. 31 для пропуска тяжей.
352
В. А. ЗАМАРАЕВ
Таблица 23
Bepzrilfu горизоипальныи имлост
фонаря Нога фонаря Фиг. 109а
Фиг. 1096
Основные данные по фонарям си. фиг. 109
Пролет между осями колонн Lfc в м
о
1
ч
0
р
и
о
Ен
й
О v Р
С п
Число стекол с каждой стороны фонаря
Опред. световой высоты фонаря по одной стороне
Сумма высот световых проемов с обеих сторон в от Lk
X
В
Ь
ZH
Ze
а
Р
Р
Длина ноги фонаря от точки А в см
Ширина фонаря понизу между точками А в мм
Ширина фонаря поверху в мм
2
Zh K
Число стандарта, фонарей перейдет.
Сумма высот Светов. проем, с одной стороны в см
Величина удаления фонаря от оси колонны в мм
в 3 стекла высотой а 1 705
в 2 стекла высотой б 1195
понизу
поверху
10,0
9,5
4
2
239
47,8
329
5 681
2 394
2 158
3 802
11,0
10,5
4
2
239
43,4
329
6 232
2 942
2 384
4 029
12,0
11,5
5
1
1
239
48,3
380
6 780
2 9 S0
2610
4 510
13,0
12,5
5
1
1
239
44,6
380
7 328
3 528
2 836
4 736
14,0
13,5
5
1
1
239
41,4
ЗУО
7 876
4 076
3 072
4 972
1л,0
14,5
6
2
341
45,4
43 L
9 834
5 524
2 583
4 738
16,0
15,5
6
2
_
341
42,6
431
10 482
6 172
2 760
4 915
17,0
16,5
6
2
341
40,1
431
11 124
6814
2 938
Б 093
18,0
17,5
7
1
2
409,5
45,5
509,5
11 772
6 177
3 114
5 661
19,0
18,5
7
1
2
409,5
43,1
509,5
12 414
7 319
з т
5 835
20,0
19,5
7
1
2
409,5
40,9
509,5
13 062
7 967
3 469
6 016
21,0
20,5
8
2
1
460,5
43,8
560,5
13 704
8 099
3 648
6 450
22,0
21,5
8
2
1
460,5
41,8
560,5
14 352
8 747
3 824
6 626
23,0
22,5
9
3
511,5
44,4
611,5
14 994
8 879
4 003
7 070
24,0
23,5
0
3
511,5
42,6
611,5
15 642
9 527
4 179
7 236
25,0
24,5
9
3
511,5
40,9
611,5
17 8 ’4
11 739
3 588
6 645
26,0
25,5
10
2
2
580
44,6
690
18 536
11 636
3 732
7 182
27.0
26,5
10
2
2
580
42,9
690
19 240
12 340
3 880
7 330
28,0
27,5
10
2
2
580
41,4
690
19 952
13 052
4 024
7 474
29,0
28,5
10
2
2
580
40,0
690
20 656
13 756
4 172
7 622
20,0
2Р,5
11
3
1
631
42,0
741
18 224
10 8i4
5 888
9 593
31,0
30,5
11
3
1
631
40,7
741
18 824
11 414
6 088
9 793
32,0
31,5
11
3
1
631
ЗУ,9
741
19 424
12 014
6 288
9 993
33,0
32,5
11
3
1
631
382
741
20 032
П 622
6 434
10139
34,0
33,5
11
3
1
631
37,1
741
20 632
13 222
6 684
10 389
35,0
34,5
11
3
1
631
36,0
741
21 210
13 800
6 895
10 600
СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ
353
д С в я 8 и между фермами
Тип и размеры связей определяются в каждом отдельном случае в соответствии с указаниями разд. 3 и 4.
е Элементы фонарей
размеры фонарей приняты из расчета освещенности помещений промышленных зданий И раз
ряда с работами средней точности без учета бокового освещения.
Деревянные переплеты, определяющие размеры проемов фонаря между горизонтальными импостами, приняты в два стекла а высотой 1195 мм без учета капельника и в три стекла б высотой 1 705 мм.
Основные данные по фонарям и соответствующие им линейные размеры наружного контура несущей конструкции фонаря приведены в табл. 23 и на фиг. 109.
Ключ в пользованию таблицами
Число панелей по верхнему поясу Высота фермы Н см.
L
Строит, подъем Радиус кривизны R Схемы ферм см. фиг. 4
Расчетный пролет L м
Решетка
Опорные
узлы
Нашивки
Гвозди
Ширина
ей
S
ft
а
н
Толщина
В решетке
В узлах
Тяжи
Врубки
Нагрузка
Верхний пояс
Размеры
h_
п
Гвозди
Я
и
о
Ен
О
ft
В
к
1st
Ен
О
ей
и
Нижний
пояс
ей
Ен
О
О
Я
PQ
В
В
а
В
со
к
ft
н
стЗ
В
и
а5
ю
О
J-
D
В
О
Расход
материа
лов
о
га
CD
ft
CD
СО
Л
5
Н
О
в
я
а
в
D
О
ft
в
О
И
.Л
К
ей
Н
В
О
со
В
ft
2
со
ей
И
И
ей
И
И
о
Н
П
8
©
И
о
о
si
S о га
В 3
2 и И и
к
о
стЗ
н
а
о
N
е
о
га
4
©
и
ей
В
ей
га
в
В
а
га
Ен
Я
О
D
ев
И
1st
ft
В
В
® i
со £ о й R
5 я 5 к о га g
R Й о.
о и ft
М
■ и и и ft О©
О и
МП
I и
К со ей О н га И
S8 и ftg со со ей ft
а И© га сд га в н
©
н
о
о
3
га
о
И
и
о
S
Б
ю
о
й
0 В
1
ей
Н
О
О
а
га
ей
га
в
о
н
ей
и
О
о
и
ей
о
В
о
Н
о
н
CD
га
и
л
D
Ю
в
a
w
D t4 a
0
1 g
ce
в 2
gB R О
О h
WO
cd а Ви 5 ft
O D
га В ™ о в о
OS Wo о ft 8 о
Нй
нГ ft
о
В®
0-1
j и
кО
стЗ £
Bg
з
О 1 ft St
О СО
о 1:4 о а
ы;
ж
►Н J
ей
и
Я
2 ft О D
м со f Рн
В
is
га I
О
и 2®
2 и а g Л I
m а
Рн
а
т
а
0 со
ft
3
ш
оЗ
1
И
О
И'
ft
а
р
о
со
ей
Рн
стЗ
о
а
о
в
а
о
ft
о
5
и
а
о
ю
о
а
а
a
о
Ен
0
1
ей
О
а
св
р
t
ф
а
о
а
а
в
о
ей О
В
gio
СО
т
о £
и Й
н о
1Е
и
ей
а
о
ft
п
га
а
й
ff
ей
а
а
0
и
со
►
а
1
5
Нч
О
ft
а
а
а
в
а
ей
а
ей
Ен
О
О
Я
Я
ё
CD
2
И
а
а
g
ю
а
PQ
о
Рц
О
а
£
ей
а
о
о
И
S н
Ен
в д
go S н ей О ft В £0 а 5 s в
Я
и S ft в
ё
о О ft s а ftM ar а ft Iй
5н ss ©
S Рн
я й
ей В о в
а о в в,
w
11
,J
В. А. ЗАМАРАЕВ
Таблицы сегментных ферм Размеры брусков и досок в см, гвоздей и тяжей в мм Число панелей 8
Высота фермы Н 141 см
Строит, подъем Радиус крививны R ■ 871 L 9,5 м
Таблица
Верхний пояс
Нижний
пояс
ев
со
А
Решетка
Опорные
узлы
Расход
материа
лов
Нагрузка
Размеры
Гвозди
Сн
ев
И
Нашивки
I Гвозди
а
h_
п
Прогоны
Настил
Высота
Стыки
ев
Я
2
45
и
о
Ширина
Ширина
Толщина
В решетке
В уэлах
й
ЕН
Врубки
Дерево
1 Сталь 3
12
а
12
20
10
18
А
0,1
5
2
8
10
0,30
17
,4
4
12
36
0,15
7
3
12
0,31
17
0,2
8
4
0,32
18
12
3
16
24
12
20
0
45
0,2
8
4
8
12
0,32
20
0,5
4
12
0,25
10
4
12
0,33
20
0,3
12
5
0,34
20
12
3
22
24
16
24
0
0,2
10
4
8
12
0,34
22
о.б
4
12
54
0,3
12
5
12
0,35
22
0,4
12
8
3
3
6
0,41
23
16
4
10
28
10
20
0
63
0,2
10
4
10
12
0,39
26
0,7
4
12
0,3
12
5
13
0,40
26
0,4
10
7
3
3
7
0,45
,
27
16
4
12
32
12
24
0
72
0,3
12
5
10
14
0,40
29
0,8
4
12
0,4
10
7
3
3
7
14
0,45
30
0,5
10
7
3
4
8
0,45
31
16
4
16
32
12
28
0
82
0,3
12
6
12
14
0,41
35
0,9
4
12
0,4
10
7
3
3
7
15
0,46
35
0,5
10
7
3
4
8
0,46
36
16
4
18
32
12
о2
Л
0,4
10
7
3
4
7
0,47
38
1,0
4
14
и
90
0,5
10
7
3
4
8
12
16
16
0,47
39
0,6
12
8
3 1
1 5
10
0,49
39
16
4
22
32
16
32
0
100
0,5
12
8
3
4
9
0,51
42
1Д
4
15
0,6
12
8
3
5
10
12
16
17
0,51
42
0,7
12
8
3
5
11
0,51
42
20
5
32
26
26
20
12
80
о.в
14
6
12
18
0,62
55
1,
5
17
0,7
15
7
17
0,63
55
0,8
17
8
0,64
56
20
5
34
28
28
22
13
87
0,7
15
7
12
18
0,67
59
1.8
5
20
0,8
17
'8
20
0,69
60
0,9
20
9
0,71
60
16
4
24
48
16
48
10
о
0,8
14
3
10
12
16
0,87
69
1,5
5
5
14
0,9
14
3
10
14
0,87
69
1,0
15
4
12
0,89
70
16
4
32
48
20
48
11
п
0,8
14
3
10
12
18
0,90
79
5
5
15
0,9
15
3
12
15
0,91
80
V
1.1
15
4
12
0,91
80
СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ
355
Число панелей Высота фермы. Строит, подъем. Радиус кривизны
8
. Н 155 см f - 5 .В- 968
L 10,5 м
Таблица 25
Верхний пояс
Нижний
пояс
се
X
со
р
Решетка
Опорные
узлы
Расход
материа
лов
Размеры
Гвозди
Ен
стЗ
W
Нашивки
Гвозди
Нагрузка
а
Ъ
h_
п
Прогоны
Настил
Высота
Стыки
ей
П
О
и
х
И
О
Ширина
.1
Ширина
ев
О
В решетке
В углах
н
Врубки
Дерево
Сталь 3
12
3
18
20
12
20
о
ОД
7
2
8
12
0,34
19
0,4
4
12
40
0,15
10
3
12
0,36
19
0,2
12
4
0,37
20
12
3
24
24
18
20
0
0,2
12
1
4
i
8
12
0,38
21
0,5
4
12
50
0,25
10
7
3
3
5
12
0,43
22
0,3
12
8
3
3
6
0,45
22
12
3
30
24
24
24
0
0,2
12
4
10
12
0,38
25
0,6
4
12
60
0,3
12
8
3
3
6
12
0,45
26
0,4
12
8
3
4
7
0,45
27
16
А
14
32
12
24
о
0,2
12
1
i
4
10
14
0,44
29
0,7
4
12
70
0,3
10
7
3
3
6
13
0,49
30
0,4
10
7
3
4
7
0,49
30
16
L
16
32
12
32
о
0,3
10
7
3 1
1 3
6
12
14
0,50
35
0,8
4
12
80
0,4
10
7
3
I
7
14
0,50
36
0,5
12
8
3
4,5
9
0,52
36
16
А
20
32
14
32
0
0,3
10
7
3
3
6
12
16
0,52
38
0,9
4
14
90
0,4
10
7
3
4
8
16
0,52
39
0,5
12
8
3
4,5
9
0,54
39
16
4
24
32
18
32
о
0,4
10
7
3
4
8
12
16
0,53
42
1.0
4
15
100
0,5
12
8
3
4,5
9
17
0,56
42
0,6
1
8
3
5
10
0,57
42
20
5
QA
28
24
12
81
0,5
14
6
12
18
0,70
56
1Д
5
OQ
28
18
0,6
16
7
18
0,72
56
0,7
18
8
0,73
56
20
5
QQ
32
26
13
89
0,6
16
7
12
18
0,74
60
1.2
5
ОО
30
20
0,7
18
8
20
0,76
61
0,8
20
9
0,77
61
20
5
42
34
34
28
14
96
0,7
18
8
14
18
0,76
66
1.3
5
20
0,8
20
9
20
0,77
66
л
0,9
20
9
3,5
5,5
9
0,87
67
16
4
34
48
22
48
9
11
0
0,8
14
4
10
12
1в
0,99
76
1.5
5
5
15
0,9
15
4
12
15
1,00
77
1,0
15
4
12
1,00
77
20
5
62
66
48
50
12
0
0,8
12
4
10
12
18
1,07
83
1.7
5
5
15
0,9
14
4
12
17
1Д1
84
1Д
15
5 1
14
1,12
85
356
В. Л. ЗАМАРАЕВ
Число панелей. Высота фермы. Строит, подъем. Радиус кривизны
8
Н - 170 см 6 В в 1059
L 11,5 м
Таблица 26
Верхний пояс
Нижний
пояс
п
Й
со
Р
Р
Решетка
Опорные
узлы
Расход
материа
лов
Нагрузка
Размеры
Гвозди
н
ей
Н
Нашивки
Гвозди
а
6
JL
п
Прогоны
Настил
Высота
К
О
И
стЗ
П
О
Ен
D
И
о
Ширина
Ширина
Толщина
В решетке
В узлах
н S к Н
Врубки
Дерево
, Сталь 3
12
3
20
27
14
27
о
ОД
8
3
8
12
0,38
20
0,4
4
12
и
44
0,15
10
3
12
0,39
20Г
0,2
10
7
3
3
4
0,46
21
12
3
30
27
22
27
п
0,2
10
7
3
3
4
8
12
0,47
22
0,5
4
12
55
0,25
10
7
3
3
5
12
0,47
22
0,3
12
8
3
4
6
0,49
23
12
3
40
27
30
27
0
66
0,2
10
7
3
3
5
10
14
0,48
30
0,6
4
12
0,3
12
8
3
4
6
13
0,50
30
0,4
12
8
3
4,5
7
0,50
31
16
А
18
36
12
яд
0
77
0,2
10
7
3
3
5
10
14
0,54
31
0,7
4
12
0,3
10
7
3
4
6
14
0,54
32
0,4
10
7
3
5
8
0,54
32
16
4.
24
36
16
36
о
0,3
10
7
3
4
7
12
16
0,56
39
0,8
4
14
V
88
0,4
1 10
7
3
5
8
16
0,56
40
4t
0,5
12
8
3
5,5
10
0,59
40
16
4.
20
36
о
0,3
10
7
3
4
7
12
16
0,58
42
0,9
4
о
36
15
99
0,4
10
7
3
' 5
8
17
0,58
43
те
0,5
12
8
3
6
10
0,60
43
on
40
32
34
26
12
81
0,4
14
6
12
16
0,74
54
1,0
5
eU
к
17
0,5
17
7
17
0,77
55
V
0,6
17
9
3,5
4,5
8
0,87
56
20
5
44
36
36
30
13
89
0,5
17
7
12
18
0,82
61
М
5
30
0,6
20
8
20
0,84
62
UV
0,7
20
9
3,5
5
9
0,94
63
20
5
00 00 со
40
32
14
97
0,6
20
8
14
18
0,84
67
1,2
5
20
0,7
20
9
3,5
5
9
20
0,5 ,
68
0,8
20
9
3,5
6
9
0 95
69
16
4
34
56
24
56
10
о
0,7
14
4
10
12
16
1,07
74
1,3
5
5
15
0,8
15
1 4
12
15
1,08
74
0,9
15
1 -
5
12
1,08
75
20
5
60
64
50
52
12
0
0,8
14
5
12
12
18
1,21
85
1.5
5
5
15
0,9
15
5
14
16
1,22
86
1,0
1 15
5
14
1,22
86
20
5
68
72
56
60
13
о
0,8
14
5
12
14 18.
1,21
93
1,7
5
5
17
0,9
15
5
14
19
1,23
94
1,1
17
6
16
1,26
95 1
СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ
357
число панелей В ысота фермы. Строит, подъем. Радиус кривизны
8
Я 185 см 6 R 1 149
L 12,5 M
Таблица 27
Верхний пояс
Нижний
пояс
а
£
А
Решетка
Опорные
узлы
Расход
материа
лов
Размеры
Гвозди
и
d
И
Нашивки
Гвозди
Нагрузка
а
Ъ
А
п
Прогоны
Настил
■
Высота
Стыки
S
m
о
н
о
И
О
Ширина
Ширина
Толщина
В решетке 1
j
В узлах
н
£
н
Врубки
Дерево
Сталь 3
12
з
28
20
27
0
47
0,1
Ю
7
3
2
3
8
12
0,51
21
0,4
4
27
12
0,15
10
7
3
3
4
12
0,51
22
0,2
10
7
3
3
5
0,51
22
12
3
38
27
30
27
о
0,2
10
7
3
4
5
10
12
0,52
. 26
0,5
4
12
59
0,25
12
8
3
4
6
12
0,54
27
0,3
12
8
3
4,5
6
0,54
27
16
4
20
36
12
36
о
0,2
10
7
3
4
5
10
14
0,58
81
0,6
4
12
72
0,3
10
7
3
5
6
13
0,58
32
0,4
10
7
3
6
8
0,53
32
16
А
26
36
18
36
о
0,8
10
7
3
4
5
12
14
0,60
38
0,7
4
13
83
0,3
10
7
3
5
7
15
0,60
39
0,4
12
8 1
1 3
6
9
0,63.
39
16
А
30
36
24
86
п
0,3
10
7
3
5
7
12
16
0,62
41
0,8
4
14
и
95
0,4
12
8
3
6
9
16
0,64
42
Ж
0,5
i 12
8
3
7
10
0,64
43
15
3
84
21
26
21
12
80
0,3.
15
- 1
1 5
12
16
0,70
53
0,9
5
15
0,4
14
8
3,5
4
6
16
0,79
54
0,5
15
8
3,5
5
7
0,80
55
20
L
22
28
16
28
13
88
0,4
12
8
3,5
4
6
12
18
0,88
61
1,0
5
15
0,5
12
8
3,5
5
7
17
0,88
62
0,6
12
8
3,5
5,5
8
0,88
62
20
4
26
28
18
28
14
97
0,5
12
8
3,5
5
7
14
18
0,90
68
М
5
17
0,6
12
8
3,5
6
8
19
0,90
69
0,7
14
8
3,5
7
9
0,92
70
20
4
30
28
22
28
15
106
0.6
12
8
3,5
1
6
8
1
20
0,92
73
1,2
5
18
0.7
1 15
8
3,5
6.5
10
20
0,95
74
0,8
1 15
8
3,5
7,5
10
0,95
74
20
4
30
28
22
28
15
90
0,7
17
- 1
8
14
20
1,06
81
1.3
6
19
0,8
19
- 1
9
20
1,08
82
0,9
20
- 1
10
1,09
83
20
4
38
28
28
28
18
103
0,8
15
8
3,5
4
9
16
22
1,14
96
1,5
6
19
0,9
15
8
3,5
4,5
10
21
1.И
97
1,0
18
9
3,5
4,5
11
шы
1,19
98
25
5
80
38
66
32
20
117
0,8
13
8
3,5
4
9
16
22
N
1,21
107
1.7
6
22
0,9
13
8
3,5
4,5
10
24
1,21
108
1,1
15
8
3,5
5
12
1,23
109
358
В. А. ЗАМАРАЕВ
Число панелей Высота фермы. Строит, подъем. Радиус кривизны
8
Н 200 см f 7 К 123
L еа 13,5 м
Таблица 28
Верхний пояс
Нижний
пояс
ей
со
t
р,
Решетка
. Опорные узлы
Расход
материа
лов
Нагрузка
Размеры
Гвозди
Й
Н
Нашивки
Гвозди
а
Ь
п
Прогоны
Настил
Высота
Стыки
се
п
о
Сч
D
Н
О
Ширина
Ширина
Толщина
В решетке
В узлах
5
Врубки
Дерево
оэ
О
12
3
34
30
26
30
о
ОД
10
7
3
3
3
8
12
0,54
23
0,4
4
12
52
0,15
10
7
3
3
4
12
0,64
23
10
7
3
4
5
0,54
23
12
3
48
30
36
30
0
64
0,2
10
7
3
4
5
10
14
0,55
29
0,5
4
12
0,25
12
8
3
5
6
12
0,58
30
0,3
12
8
3
5,5
7
0,58
30
16
4
24
40
18
40
о
0,2
10
7
3
4,5
5
10
14
0,62
33
0,6
4
12
77
0,3
10
7
8
6
7
14
0,62
34
0,4
12
8
3
7,5
9
0,65
34
16
4
30
40
22
40
о
0,2
10
7
3
4,5
5
12
16
0,65
40
0,7
4
14
90
0,3
10
7
3
6
7
16
0,65
41
0,4
12
8
3
7,5
9
0,68
42
15
3
36
24
26
24
11
76
0,3
12
8
3,5
4
5
12
16
0,82
54
0,8
5
15
0,4
14
8
3,5
5
6
15
0,84
54
0,5
15
8
3,5
5,5
7
0,85
55
20
4
22
32
16
32
12
86
0,3
10
7
3,5
4
5
12
18
0,90
59
0,9
5
15
0,4
10
7
3,5
5
6
17
0,90
60
0,5
12
8
3,5
6
. 8
0,93
61
20
26
18
32
14
96
0,4
10
7
3,5
5
6,
14
18
0,92
66
1,0
5
4
32
17
0,5
12
8
3,5
6
8
19
0,96
68
0,6
14
8
3,5
7
9
0,98.
68
20
4
30
32
22
32
15
105
0,5
12
8
3,5
6
8
14
20
0,98
74
1Д
5
18
0,6
14
8
3,5
7
9
20
1,00
74
0,7
15
8
3,5
7,5
10
1,01
75
20
34
28
24
28
16
89
0,6
13
8
3,5
3,5
8
14
20
1.14
83
1,2
6
4
17
0,7
13
8
3,5
4
8
19
1,14
83
v 0,8
15
8
3,5
4,5
10
1.17
85
20
4
38
28
17
97
0,7
15
8
3,5
4
9
16
9 О
1,19
90
1,3
в
28
28
18
0,8
15
8
3,5
4,5
10
20
1,19
91
0,9
15
8
3,5
5
10
ev
1.19
91
25
5
84
40
70
34
19
112
0,8
13
8
3,5
4,5
10
16
22
1,26
105
1.5
6
20
0,9
15
8
3,5
5
11
23
1.23
106
1,0
15
8
3,5
5,5
12
1,28
107
25
5
96
46
78
38
32
127
м
13
8
3,5
4,5
10
16
24
1,33
121
1.7
в
24
0,9
15
8
3,5
5
11
26
1,35
122
1.1
18
9
3.5
6
13
1,40
123
СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ
359
Число панелей Высота фермы. Строит, подъем. Радиус кривизны
8
В 214 см 7 К 1 335
L 14,5 м
Таблица 29
Верхний пояс
Нижний
пояс
сб
2
Решетка
Опорные
узлы
Расход
материа
лов
Размеры
Гвовди
Рч
оЗ
Н
Нашивки
Гвозди
Нагрузка
а
Ь
£
п
Прогоны
Настил
Высота
Стыки
о
Сн
к
о
Ширина
1
Ширина
Толщина
В решетке
9
М
5
Врубни
Дерево
Сталь 3
15
3
16
24
12
21
6
41
од
10
7
35
3
2
10
12
0,78
33
0,4
5
12
0,15
10
7
3,5
3
3
12
0,78
33
0,2
10
7
3,5
3
3
0,78
33
15
3
22
27
14
27
7
0,2
10
7
3,5
3
4
10
14
0,78
38
0,5
5
12
51
0,25
10
7
3,5
4
4
12
0,78
38
0,3
12
8
3,5
4
5
0,82
39
15
з
30
27
22
27
9
62
0,2
10
7
3,5
3
4
12
14
0,82
46
0.6
5
14
0,3
12
8
3,5
4,5
5
14
0,86
47
0,4
14
8
3,5
6
6
0,88
48
15
3
36
27
28
27
10
72
0,2
10
7
3,5
4
4
12
16
0,82
50
0,7
5
14
0,3
12
8
3,5
4,5
5
14
0,86
51
0,4
14
8
3,5
6
6
0,88
51
20
22
36
14
36
12
82
0,3
10
7
3,5
4,5
5
12
16
0,94
56
0,8
5
IV
4
14
0,4
12
8
3,5
6
7
16
0,98
56
0,5
12
8
3,3
7
8
0,98
57
20
4
26
36
18
36
13
92
0,3
10
7
3,5
5
5
14
18
0,97
66
0,9
5
15
0,4
12
8
3,5
6
7
17
1,00
68
0,5
12
8
Зу5
7
8
1,00
68
20
4
32
36
22
36
15
102
0,4
12
8
3,5
6
7
14
18
1,05
71
1.0
5
18
0,5
12
8
3,5
7
8
20
1,05
72
0,6
15
8
3,5
9
10
1,08
73
20
4
36
36
26
36
16
113
0,5
12
8
3,5
7
8
14
20
1,07
79
1.1
5
19
0,6
15
8
3,5
9
10
21
1,10
80
0,7
15
8
3,5
10
11
1,10
81
20
40
32
30
32
17
96
0,6
13
8
3,5
4
8
14
20
11,25
87
1.2
6
18
0,7
15
8
3,5
5
9
20
1,27
88
0,8
15
8
3,5
5,5
10
1,27
89
20
4
46
оо
34
32
18
104
0,7
15
8
3,5
5
9
16
22
1,32
99
1.3
в
20
0,8
15
8
3,5
5,5
10
22
1,32
100
От
0,9
20
9
3,5
6
12
1,39
102
25
5
96
46
80
38
21
120
0,8
15
8
3,5
6
11
16
24
1,44
121
1.5
в
23
0,
15
8
3,5
6
12
25
1.44
122
1,0
18
9
3,5
7
13
1.49
123
25
R
110
52
90
44
23
136
0,8
15
8
3,5
6
11
18
24
1,48
136
1.7
6
25
0,9
15
8
3,5
6,5
12
27
1,48
137
О
1Д
18
9 1
3,5
7,5
14
1,53
139
360
В. А. ЗАМАРАЕВ
Число панелей. Высота фермы. Строит, подъем. Радиус кривизны
Н 229 см
f 8.R 1 425
L 15,5 М
Таблица зо
Верхний пояс
Нижний
пояс
се
X
со
р
Решетка
Опорные
узлы
Расход материалов. :
Нагрузка
Размеры
Гвозди
р
се
и-
W
се
PQ
О
Ен
D
5
Нашивки
Гвозди
а
Ъ
Л.
п
Прогоны
Настил
се
н
о
о
а
.и
Стыки
Ширина
се
м
я
е
в
Толщина
В решетке
В узлах
1
н
Врубки
Дерево
1
1 Сталь 3
15
3
16
27
14
21
6
44
од
10
7
3.5
3
2
10
12
0,83
33
0,4
5
12
0,15
10
7
3,5
3
3
12
0,83
84
0,2
10
7
3,5
4
4
0,83
34
15
3
26
27
18
27
8
55
0,2
10
7
3,5
4
4
10
14
0,84
42
0,5
5
12
0.25
10
7
3,5
4,5
4
12
0,84
43
0,3
12
8
3,5
6
5
0,87
48
15
3
34
27
24
27
9
66
0,2
10
7
3,5
4
4
12
16
0,88
49
0,6
5
14
о,з‘
12
8
3,5
5
5
14
0,92
49
0,4
15
8
3,5
6,5
7
0,95
51
15
3
42
27
32
10
77
0,2
10
7
3,5
4
4
12
16
0,88
51
0,7
5
27
14
0,3
12
8
3,5
5,5
5
16
0,92
52
0,4
15
8
3,5
7
7
0,95
53
20
А
26
36
18
од
12
88
0,3
10
7
3,5
5,5
6
12
18
1,01
60
0,8
5
14
0,4
12
8
3,5
7
7
17
1,04
60
т
ОО
0,5
12
8
3,5
8
8
1,04
61
20
4
32
36
24
Яв
13
99
0,3
10
7
3,5
6
6
14
20
1,06
71
0,9
5
17
0,4
12
8
3,5
7
7
19
1,10
72
ми
0,5
14
8
3,5
9
9
1,12
73
20
4
38
36
28
36
15
110
0,4
12
8
3,5
7
7
14
1,14
77
1.0
5
19
0,5
14
8
3,5
9
9
21
1,16
79
0,6
15
8
3,5
10
10
и
1,17
80
20
4
42
32
32
32
16
94
0,5
13
8
3,5
‘ 4,5
7
14
20
1,33
86
1.1
6
18
0,6
15
8
3,5
5
9
20
1,36
87
0,7
15
8
3,5
6
10
1,36
88
20
48
32
36
18
102
0,6
15
8
3,5
5
9
16
22
1,38
100
1,2
6
4
19
0,7
15
8
3,5
6
10
21
1,38
101
96
0,8
18
9
3,5
6,5
11
1,44
102
25
5
80
QQ
19
111
0,7
13
8
3,5
6
10
16
22
1,44
111
1.3
6
70
46
20
0,8
15
8
3,5
6,5
11
23
1,46
112
Л
ОО
0,9
15
8
3,5
7,5
12
1,46
ИЗ
25
5
112
54
94
44
22
128
0,8
15
8
3,5
7
11
18
24
1,56
134
1.5
6
24
0,9
15
8
3,5
7,5
12
26
1,56
135
1.0
18
9
3,5
8
14
1,61
137
25
5
128
64
106
52
14
145
0,8
15
8
3,5
6,5
12
18 25
1,78
150
1.7
7
23
0,9
18
9
3,5
7
13
26
3,84
151
1,1
20
9
3,5
8,5
16
1,88
154
СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ
361
Число панелей. Высота фермы. Стоит, подъем. Радиус кривизны
8
Я 243 ем
f 8 R 1 522 L 16,5 м
Таблица 31
Верхний пояс
Нижний
пояс
а
К
со
£
Решетка
Опорные
узлы
Расход
материа
лов
Размеры
Гвозди
стЗ
И
Нашивки
Гвозди
Нагрузка
1
а
Ь
п
Прогоны
Настил
Высота
Стыки
ей
Ю
О
Рн
D
Н '
О
Ширина
Ширина
Толщина
В решетке
В узлах
н
Врубки
Дерево
Сталь 3
15
3
20
30
14
27
7
0,1
10
7
3,5
3
2
10
14
0,89
41
0.4
5
12
47
0,15
10
7
3,5
4
3
12
0,89
42
0,2
10
7
3,5
4,5
4
0,89
42
15
3
32
22
30
8
58
0,2
10
7
3,5
4,5
4
10
14
0,90
45
0,5
5
30
12
0,25
12
8
3,5
5
5
12
0,94
46
0,3
12
8
3,5
6
5
0,94
46
15
3
42
30
30
30
10
70
0,2
10
7
3,5
5
4
12
16
0,94
56
0,6
5
14
0,3
14
8
3,5
6,5
6
14
1,01
58
0,4
15
8
3,5
8
7
1,02
59
20
4
28
40
18
40
12
81
0,2
10
7
3,5
5
4
12
18
1,08
67
0,7
5
14
0,3
10
7
3,5
6,5
6
16
1,08
68
0,4
12
8
3,5
8
7
1,12
69
20
4
34
40
24
40
13
94
0,3
10
7
3,5
7
6
14
18
1,11
76
0,8
. 5
15
0,4
12
8
3,5
8
7
18
1,15
77
0,5
14
8
3,5
10
9
1,18
79
20
4
42
40
30
40
15
105
0,3
10
7
3,5
7
6
14
20
1,17
84
0,9
5
18
0,4
12
8
3,5
8,5
8
20
1,21
86
0,5
14
8
3,5
10
9
1,23
87
20
4
46
36
34
36
16
91
0,4
13
8
3,5
4
7
1
14
20
1,41
96
1,0
6
17
0,5
13
8
3,5
5
8
19
1,41
98
0,6
15
8
3,5
6
9
1.41
99
20
А.
54
40
36
17
100
0,5
13
8
3,5
5
8
16
22
1,43
108
1Д
6
18
0,6
15
8
3,5
6
9
21
1,46
109
ТС
OU
0,7
15
8
3,5
7
10
1,46
110
25
5
104
50
86
40
19
109
0,6
13
8
3,5
6
9
16
22
1,55
122
1,2
6
20
0,8
13
8
3,5
6,5
10
23
1,55
123
0,7
15
8
3,5
8
12
1,58
125
25
5
112
54
92
44
20
119
0,7
15
8
3,5
7
11
16
22
1,62
130
1,3
в
22
0,8
15
8
3,5
8
12
25
1,62
131
0,9
18
9
3,5
9
13
1,68
132
25
5
130
62
108
52
24
136
0,8
15
8
3,5
8,5
12
18
24
1.71
158
1,5
6
25
0,9
18
9
3,5
9
14
27
1,77
160
1,0
20
9
3,5
10
15
1,80
161
25
5
146
72
122
60
15
155
0,8
18
9
3,5
9
13
18
25
2,05
174
1.7
7
24
0,9
18
9
3,5
10
14
27
2,05
175
1,1
21
9
3,5
12
17
2,11
178
362
В. А. ЗАМ.4РАЕВ
Число панелей. Высота фермы. Строив. подъем. Радиус кривизны
8
Н 259 см
9 В 1 607
L 17,5 м
Таблица 32
Верхний пояс
Нижний
пояс
сб
X
со
Р
Решетка
Опорные
узлы
Расход
материа
лов
Нагрузка
Размеры
Гвозди
О
и
ей
м
Нашивки
Гвозди
а
Ъ
п
Прогоны
Настил
Высота
Стыки
К
сЗ
т
о
и
V
И
О
Ширина
Ширина
Толщина
В решетке
В узлах
1
н
ю
к
р
PQ
Дерево
I Сталь 3
15
з
28
30
20
30
7
0,1
10
7
3,5
3
3
10
14
0,95
44
0,4
5
12
50
0,15
10
7
3,5
4
3
12
0,95
44
0,2
10
7
3,5
5
4
0,95
45
15
3
40
зо
30
30
9
62
0,2
10
7
3,5
5
4
12
14
1
0,96
52
0,5
5
12
0,25
1Ъ
8
3,5
6
5
13
1,00
53
0,3
12
8
3,5
7
5
1,00
53
15
3
50
30
40
30
11
74
0,2
10
7
3,5
5,5
4
12
16
1,03
63
0,6
5
15
0,3
14
8
5Г
7,5
6
15
1,10
65
0,4
17
9
3,5
9,5
8
1,15
66
20
4
32
24
40
12
87
0,2
10
7
3,5
5,5
5
12
18
1,17
69
0,7
5
40
. 15
0,3
10
7
3,5
7,5
6
17
1,17
70
0,4
12
8
3,5
9,5
8
1,21
72
20
4
40
40
30
40
14
99
0,3
10
7
3,5
8
6
14
18-
1,20
79
0,8
5
17
0,4
12
8
3,5
10
8
19
1,25
80
0,5
15
8
3,5
12
10
1,28
82
20
4
4G
36
зе
15
87
0,3
10
7
3,5
4
5
14
20
1,43
93
0,9
6
UV
36
17
0,4
13
8
3,5
5
7
19
1,49
95
0,5
13
8
3,5
6
8
1,49
96
20
4
54
36
40
ЗА
17
97
0,4
13
8
3,5
5,5
7
16
20
1,52
105
1,0
6
18
0,5
13
8
3,5
6,5
8.
20
1,52
196
uU
0,6
15
8
3,5
7
10
1,55
108
25
5
102
48
84
40
,18
106
0,5
10
7
3,5
6
8
16
22
1,55
118
1Д
6
19
0,6
13
8
3,5
7,5
10
22
1,61
120
0,7
15
8
3,5
8
11
1,64
121
25
5
112
52
92
44
20
0,6
13
8
3,5
7,5
10
16
22
1,69
129
1,2
6
22
IV
116
0,7
15
8
3,5
8,5
11
24
1,7Д
130
0,8
15
8
3,5
9,5
12
1,72
131
25
5
122
58
100
48
22
160
0,7
15
8
3,5
8,5
11
18
24
1,75
150
1,3
6
23
0,8
15
8
3,5
9,5
12
26
1,75
151
0,9
18
9
3,5
10
14
1,81
153
25
5
140
68
114
56
14
145
0,8
18
9
3,5
9
14
18
2,10
167
1,5
7
23
0,9
20
9
3,5
10
15
27
2,14
168
1,0
20
9
3,5
10,5
16
1
2,14
169
25
5
158
78
130
64
16
164
0,8
18
9
3,5
9
14
20
27
2,19
195
1,7
7
25
0,9
20
9
8,5
10
15
29
2,23
196
1,1
22
9
3,5
11,5
18
2,26
199
СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ
363
Число панелей - Высота фермы Ctpqht. подъем Радиус кривизны
8
Н 273 см 9 R 1 7€4
L 18,6 M
Таблица 33
Верхний пояс
Нижний
пояс
сб
X
со
t
Решетка
Опорные
узлы
Расход
материа
лов
Размеры
Гвозди
Р
-н
ев
Нашивки
Гвозди
Нагрузка
а
Ъ
п
Прог ны
Настил
Высота
Стыки
И
S
о
и
D
И
О
Ширина
Ширина
Толщина
В решетке
9
1
н
Врубки
Дерево
Сталь 3
15
а
30
33
22
33
8
52
0,1
10
7
3,5
3
3
10
14
1,00
45
М
5
12
0,15
10
7
3,5
4,5
4
12
1,00
46
0,2
10
7
3,5
5,5
4
1,00
47
15
а
44
33
34
33
9
65
0,2
10
7
3,5
6
4
12
16
1,01
55
0,5
5
12
0,25
12
8
3,5
7
5
13
1,06
56
0,3
14
8
3,5
8
6
1,09
57
20
А
28
44
20
44
11
78
0,2
10
7
3,5
6
5
12
16
1,18
64
0,6
5
13
0,3
10
7
3,5
8
6
15
1,18
65
0,4
12
8 1
3,5
10
8
1,23
67
20
4
36
44
26
13
92
0,2
10
7
3,5
6,5
5
14
18
1,24
77
0,7
5
44
15
0,3
12
8
3,5
8,5
7
18
1,29
79
0,4
12
8
3,5
10,5
8
1,29
80’
20
4
46
44
34
44
15
105
0,8
12
8
3,5
8,5
7
14
20
1,35
87
0,8
5
18
0,4
12
8
3,5
10,5
8
20
1,35
88
0,5
15
8
3,5
13
10
1,39
90
20
4
52
40
38
40
16
92
0,3
10
7
3,5
4,5
6
14
20
1,50
93
0,9
в
17
0,4
13
8
3,5
6
7
20
1,57
99
0,5
13
8
3,5
7
8
1,57
101
20
4
60
40
46
40
18
102
0,4
13
8
3,5
6
7
16
22
1,63
114
1.0
в
19
0,5
15
8
3,5
7
9
гг
1,66
116
0,6
15
8
3,5
8
10
1,66
117
25
5
122
58
100
48
19
112
0,5
13
8
3,5
7
9
16
22
1,72
127
1.1
6
20
0,6
13
8
3,5
8
10
24
1,72
128
0,7
15
8
3,5
9
12
1,76
130
25
5
132
64
110
52
21
122
0,6
13
8
3,5
8
10
16
24
1,81
143
1.2
в
23
0,7
15
8
3,5
9
12
25
1,84
144
0,8
18
9
3,5
10,5
13
1,91
146
25
5
144
68
120
58
23
133
0,7
15
8
1 3,5
9,5
12
18
24
1,87
158
1.3
6
24
0,8
18
9
3,5
10,5
13
1,94
159
0,.
20
9
3,5
12
15
1,97
161
25
5
166
82
138
68
15
153
0,8
18
9
3,5
11
14
18
25
2,27
184
1,5
7
24
0,9
20
9
3,5
11,5
16
2,31
186
1,0
22
9
3,5
12,5
17
2,35
187
30
5
126
68
104
56
17
174
0,8
18
9
3,5
11
14
20
30
1
2,53
215
1.7
7
26
0,9
20
9
3,5 j
12
16
2,57
217
1.1
22
9
3,5 j
I14
18 1
2,61
219
364
В. А. ЗАМ АР ЛЕВ
Число панелей. Высота фермы. Строит, подъем. Радиус кривизны
10
Н 335 см
10 R 1 58 L 19,5 м
Таблица 34
Верхний пояс
Нижний
пояс
а
н
со
Р
о.
Решетка
Опорные
узлы
Расход
материа
лов
Нагрузка
Размеры
Гвозди
ей
и
Нашивки
Гвозди
а
Ь
Л
п
Прогоны
Настил
Высота
Стыки
cti
я
О
н
D
W
О
Ширина
Ширина
Толщина
В решетке
В уэлах
и
£
tc
Н
Врубки
Дерево
05
i
Н
О
15
з
30
27
24
27
0
0,1
10
7
3,5
3
2
10
14
1,20
47
0,4
5
15
46
0,15
i ю
7
3,5
4,5
3
15
1,20
48
0,2
ю
7
3,5
5,5
4
1,20
49
15
3
42
27
36
27
8
57
0,2
ю
7
3,5.
6
4
10
14
1,21
55
О,5
5
15
0,25
12
8
3,5
7
5
15
1,27
56
0,3
14
8
3,5
7,5
6
1,30
57
20
4
30
36
32
10
69
0,2
10
7
3,5
6
4
12
16
1,37
64
0,в
5
36
15
0,3
10
7
8,5
8
6
16
1,37
66
0,4
12
8
3,5
11
7
1.47
68
20
4
36
36
30
36
12
81
0,2
10
7
3,5
6
4
12
18
1,33
75
0,7
5
15
0,3
10
7
3,5
8,5
6
16
1,38
77
0,4
12
8
3,5
11
7
1,44
78
20
А
46
36
37
36
13
92
0,3
10
7
3,5
8,5
6
14
18
1,40
83
0,8
5
16
0,4
12
8
3,5
11,5
8
18
1,46.
85
гк
0,5
14
8
3,5
13
9
1,49
87
20
4
50
36
40
36
14
80
0,3
10
7
3,5
4,5
5
14
20
1,64
96
0,9
6
16
0,4
13
8
3,5
5,5
7
18
1,73
98
0,5
13
8
3,5
6,5
8
1,73
100
20
4
58
36
48
15
90
0,4
13
8
3,5
5,5
7
14
20
1,77
106
1,0
6
17
0,5
13
8
3,5
7
8
20
1,77
108
ои
0,6
15
8
3,5
8
9
1,81
109
25
5
110
52
96
46
17
99
0,5
10
7
3,5
7
8
16
22
1,79
127
1,1
6
18
0,6
13
8
3,5
8
9
22
1,88
129
0,7.
13
8
3,5
9
10
1,88
130
25
5
120
58
106
50
19
107
0,'б
13
8
3,5
8
10
16
22
1,94
140
1,2
6
20
0,7
15
8
3,5
9,5
11
24
1,98
142
0,8
15
8
3,5
11
12
1,98
143
25
5
132
62
114
54
20
116
0,7
15
8
3,5
10
11
16
22
1
2,03
148
1.3
в
22
0,8
15
8
3,5 '
11
12
25
2,03
150
0,9
18
9
3,5
11,5
13
2,12
151
25
5
152
74
132
66
13
135
0,8
18
9
3,5
10,5
13
18
24
2,46
180
1,5
7
22
0,9
18
9
3,5
11,5
14
26
2,46
182
1,0
20
9
3,5
12
16
2,51
184
1
80
5
122
62
106
56
27
152
0,8
18
9
3,5
11
13
18
2,46
201
1,7
6
26
0,9
20
9
3,5
12
15
25
2,49
203
1Д
22
1
3,5
14,5
17
2,53
206
СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ
365
Число панелей. Высота фермы Строит, подъем. Радиус кривизны
10
Я 352 см
10 R 1 668 L 20,5 м
Таблица 3J
Еерхний пояс
Нижний
пояс
а
К
со
р
р,
Решетка
Опорные
узлы
Расход
материа
лов
Размеры
Гвозди
Си
с
Ш
Нашивки
Гвозди
Нагрузка
а
Ъ
А
п
Прогоны
Настил
Высота
г
о
сс
ctf
И
О
н
£
ш
о
Ширина
Ширина
Толщина
В решет- 1 ке
В узлах
н
н
Врубки
Дерево
Сталь 3
15
3
30
36
30
30
7
48
1
0,1
10
7
3,5
4
3
10
14
1,27
52
0,4
5
15
0,15
10
7
3,5
5
3
. 15
1,27
52
0,2
10
7
3,5
6
4
1,27
53
15
3
50
30
42
30
9
60
0,2
10
7
3,5
6,5
4 i
12
16
1,28
64
0,5
5
15
0,25
12
8
3,5
8
5
15
1,34
65
о,з
14
8
3,5
9,5
6
1,38
66
20
А
34
40
26
40
10
72
0,2
ю
7
3,5
7
4
12
16
1,44
68
0,6
5
15
0,3
10
7
3,5
9,5
6
15
1.44
70
0,4
'12
8
3,5
12,5
8
1.51
72
20
4
42
40
34
40
12
84
0,2
10
7
3,5
7
5
12
18
1,45
78
0,7
5
15
0,3
10
7
3,5
9,5
6
17
1,45
79
0,4
12
8
3,5
13
8
1,52
81
20
А
52
40
42
40
14
97
о,з
10
7
3,5
10
6
14
18
1,49
89
0,8
5
17
0,4
12
8
3,5
13
8
20
1,56
91
т
0,5
15
8
3,5
15
10
1,62
93
20
4
60
36
48
36
15
85
1 0,3 10
7
3,5
5
5
14
2D
I 1,73
102
0,9
6
16
0,4
13
8
3,5
7
7
19
1,83
105
0,5
13
8
3,5
8
i 8
1,83
107
25
5
114
54
100
48
16
94
0,4
12
8
3,5
7
7
16
20
1,95
123
1,0
6
18
0,5
12
8
3,5
8
8
22
1,95
125
0,6
13
8
3,5
9,5
10
1,97
127
25
5.
126
60
110
52
18
104
0,5
12
8
3,5
8
8
16
22
1,98
136
1,1
6
19
0,6
13
8
3,5
10
10
23
2,00
139
0,7
15
8
3,5
11
11
2,05
142
25
5
136
64
120
56
20
113
0,6
13
8
3,5
10
10
16
22
2,03
147
1,2
6
20
0,7
15
8
3,5
11
и
24
2,08
149
0,8
18
9
3,5
12
13
2,17
151
25
148
74
130
64
12
123
0,7
15
8
j 3,5
10,5
12
16
24
2,38
166
1,3
7
5
20
0,8
18
9
3,5
12
13
24
2,48
168
0,9
20
9
3,5
12,5
15
2,54
170
25
170
84
150
74
14
142
0,8
18
9
3,5
12,5
14
18
24
2,61
194
1,5
7
5
23
0,9
20
9
3,5
12,5
26
2,67
195
1,0
20
9
3.5
14
16
2,67
196
30
5
130
70
114
62
16
160
0,8
18
9
3,5
12.5
14
20
27
2,93
220
1,7
7
25
0,9
20
9
3,5
13
15
2,99
221
1,1
22
9
3,5
15
18
3,04
225
366
В. А. ЗАМАРАЕВ
Число панелей Высота фермы. Строит, подъем. Радиус кривизны
10
Н 370 см
И R 1 746
L 21,5 м
Таблица 36
Верхний пояс
Нижний
пояс
3
К
со
р
Я
Решетка
Опорные
углы
Расход
материа
лов
Нагрувка
Размеры
Гвозди
н
се
И
Нашивки
Гвозди
а
Ъ
п
Прогоны
Настил
Высота
Стыки
се
п
о
н
о
М
О
Ширина
Ширина
Толщина
В решетке
В узлах
и
S
S
Врубки
Дерево
1 Сталь 3
15
з
42
30
34
30
7
0,1
10
7
3,5
4
3
10
14
1,33
53
0,4
5
15
51
0,15
10
7
3,5
6
3
15
1,33
54
0,2
10
7
3.5
7,5
4
1,33
55
15
3
56
30
48
30
о
0.2
10
7
3,5
7,5
4
12
16
1,84
66
0,5
5
15
63
0,25
12
8
3,5
9
5
15
1.41
67
0,3
14
8
3,5
10,5
6
1,45
68
20
4
88
40
32
40
И ' 76
0,2
10
7
3,5
8
5
12
16
1,52
74
0,6
5
15
0,3
1 10
7
3,5
И
6
15
1,52
76
0,4
12
8
3,5
13,5
8
1,59
78
20
4
48
40
40
40
13
89
0,2
10
.7
3,5
8
5
12
18
1,53
82
0,7
5
15
0,3
12
8
3,5
11
7
18
1,60
85
0,4
12
8
3,5
14
8
1,60
87
20
4
56
36
46
36
14
79
0,3
10
7
3,5
5,5
6
14
18
1,76
94
0,8
6
15
0,4
13
8
3,5
7
7
17
1,86
96
0,5
13
8
3,5
8,5
8
1,86
98
20
4
56
36
15
89
0,3
10
7
3,5
5,5
6
14
20
1,85
104
0,9
6
ии
36
17
0,4
13
8
3,5
7
7
20
1,95
106
0,5
13
8
3,5
8,5
8
1,95
108
25
5
126
60
110
54
17
99
0.4
12
8
3,5
7,5
7
16
22
2,03
133
1.0
6
18
0,5
13
8
3,5
9
9
22
2,06
Д35
0,6
13
8
3,5
10
10
2,06
137
25
5
140
66
122
58
19
109
0,5
13
8
3,5
9
9
16
22
2,14
145
1Д
6
20
0,6
13
8
3,5
10
10
24
2,14
147
0,7
15
8
3,5
12
12
2,18
150
25
к
152
72
134
64
20
119
0,6
13
8
3,5
' 10,5
10
16
24
2Д0
158
1.2
6
22
0,7
15
8
3,5
12
12
26
2,28
161
О
0.8
18
9
3,5
14
13
2,33
163
21
5
164
144
72
13
129
0,7
15
8
3,5
12
12
18
24
2,55
185
1.
7
21
0,8
18
9
3,5
13
14
25
2,66
187
06
0,9
20
9
3,5
14
15
2,71
189
30
6
128
66
110
58
26
148
0,8
18
9
5
9
14
18
25
2,78
194
1.5
6
26
0,9
20
9
5
10
15
'2,83
195
1.0
22
9
5
11
17
2,88
198
30
g
144
78
126
68
17 169
0,8
18
9
3,5
13,5
14
20
27
3,10
229
1Д
7
26
0,9
20
9
3,Б
15
16
-
3,16
232
1,1
22
9
3,5
16,5
18
3,21
234
СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ
367
Число, панелей Высота фермы. Строит, подъем. Радиус кривизны
10
Н 386 см
11
R 1 833
L 22,5 м
Таблица 37
Нагрузка
Верхний пояс
Нижний
пояс
Снеговая нагрузка
Решетка
Опорные
узлы
Расход
материа
лов
Размеры
Гвозди
Высота
Стыки
Ширина,
Нашивки
Гвозди
н-
Врубки
Дерево
Сталь 3
а
Ъ
А
п
Прогоны
Настил
Ширина
аЗ
М
О
Н
В решетке
В узлах
0,4
5
15
3
46
33
38
33
15
8
53
0,1
10
7
3,5
4,5
3
10
14
15
1,39
56
0,15
10
7
3,5
6
4
1,39
57
0.2
12
8
3,5
7,5
5
1,47
58
0,5
5
20
4
32
44
26
44
15
10
66
0,2
10
7
3,5
8
5
12
16
15
1,58
70
0,25
10
7
3,5
10
6
1,58
71
0,3
12
8
3,5
11
6
1,66
72
0,6
5
20
4
42
44
34
44
15
11
80
0,2
10
7
3,5
8,5
5
12
18
17
1,59
78
0,3
22
8
3,5
11,5
7
1,66
80
0,4
12
8
3,5
14,5
8
1,66
82
0,7
5
20
4
54
44
44
44
15
13
93
0,2
10
7
3,5
9
5
14
18
19
1,60
89
0,3
12
8
3,5
11,5
7
1,67
91
0,4
15
8
3,5
16
9
1,69
94
0,8
6
20
4
60
44
48
44
15
14
83
0,3
12
8
3,5
6,5
6
14
20
18
1,96
106
0,4
13
8
3,5
7,5
7
1,98
108
0,5
15
8
3,5
10
9
2,03
111
0,9
7
20
4
72
44
60
44
15
9
93
0,3
10
7
3,5
6
6
14
20
19
2,16
120
0,4
13
8
3,5
8
8
2,27
123
0,5
15
8
3,5
9
9
2,33
124
1,0
6
25
5
142
68
124
60
19
18
103
0,4
12
8
3,5
8
8
16
22
231
2,16
2,19
142
0,5
13
8
3,5
9,5
9
144
0,6
13
8
3,5
11
10
2,19
144
1,1
в
25
5
156
74
136
66
20
20
114
0,5
13
8
3,5
10
9
16
22
24
2,23
153
0,6
13
8
3,5
11
10
2,23
2,39
154
0,7
15
8
5
8,5
12
155
1,2
7
25
5
170
84
148
74
21
12
124
0,6
15
8
3,5
11
11
16
24
25
2,64
175
0,7
18
9
3,5
13
13
2,76
178
0,8
20
9
3,5
15
15
2,82
181
1,3
7
25
5
184
90
162
80
22.
13
135
0,7
18
9
3,5
13
13
18
24
2,82
193
0,8
20
9
3,5
15
15
2,88
196
0,9
20
9
3,5
16,5
16
2,88
198
1,5
7
30
5
136
74
118
64
24
15
155
0,8
20
9
3,5
15
15
18
25
3,22
210
0,9
20
9
3,5
16,5
16
3,22
213
1,0
22
9
3,5
17
18
3,28
214
1,7
7
30
5
154
84
134
74
26
17
176
0,8
20
9
3,5
15,5
15
20
27
-
3,30
231
0,9
22
9
3,6
16
17
3,36
233 ; 237
1Д
24
9
5
15
20
3,53
368
В. А. ЗАМАРАЕВ
Число панелей Высота фермы. Отроит, подъем. Радиус кривизны
10
Н 404 см 12 221 912 L 23,5 м
Таблица 3
Верхний попе
Нижний
пояс
сб
Й
со
Q.
Решетка
Опорные
узлы
Расход
материа
лов
Нагрузка
Размеры
Гвозди
н
с
и
Нашивки
Гвозди
а
Ь
п
Прогоны
Настил
Высота
Н
К
э
Н
О
S
И
О
Lh
CD
И
О
Ширина
Ширина
Толщина
В решетке
В узлах
Врубки
Дерево
Сталь 3
15
3
54
33
46
33
8
55
0,1
10
7
3,5
5
3
10
14
1,46
58
0,4
5
15
0,15
Ю
7
3,5
7
4
15
1,46
59
0,2
12
8
3,5
9
5
1,53
61
20
4
38
44
30
44
10
69
0,2
10
7
3,5
9
5
12
16
1,65
72
0,5
5
15
0,25
12
8
3,5
11,5
6
15
1,73
73
0,3
12
8
3,5
13,5
7
1,73
75
20
4
50
44
40
44
12
83
0,2
10
7
3,5
9
5
12
18
1,66
81
0,6
5
15
0,3
12
8
3,5
13,5
7
17
1,74
85
0,4
14
8
3,5
18
9
1,78
83
20
58
44
48
44
13
75
0,2
10
7
3,5
5
4
14
18
1,96
99
0,7
6
А
15
0,3
12
8
3,5
6,5
6
17
2,04
102
0,4
13
8
3,5
8,5
7
2,07
104
20
4
70
44
58
44
15
87
0,3
12
8
3,5
7
6
14
20
2,05
113
0,8
6
15
0,4
13
8
3,5
9
8
19
2,08
116
0,5
15
8
3,5
1'2
9
2,13.
119
25
к
140
66
124
58
17
97
0,3
12
8
3,5
7
6
16
22
2,22
135
0,9
6
18
0,4
12
8
3,5
9
8
22
2,22
138
и
0,5
13
8
5
7
9
2,35
139
л
25
к
156
74
138
66
19
108
0,4
12
8
3,5
9
8
16
22
2,30
150
1,0
6
20
0,5
13
8
5
7
9
24
2,44
151
о
0,6
15
8
5
8,5
11
2,49
154
25
5
172
82
150
72
12
119
0,5
13
8
3,5
11
10
16
24
2,65
171
1,1
7
20
0,6
15
8
3,5
12,5
12
24
2,71
174
0,7
18
9
3,5
14
13
2,84
176
25
5
188
92
166
82
13
130
0,6
15
8
3,5
13
12
18
24
2,78
193
1,2
7
21
0,7
18
9
3,5
14
13
26
2,90
195
0,8
20
9
3.5
16
15
2,96
197
30
5
132
68
114
60
24
141
0,7
18
9
5
9,5
13
18
25
3,00
192
1,3
6
25
0,8
20
9
5
11
15
3,05
195
0,9
20
9
5
12
16
3,05
197
30
5
152
82
132
72
16
162
0,8
20
9
3,5
16,5
16
20
27
3,42
234
1,5
7
25
0,9
22
9
5
10,5
17
3,60
230
1,0
22
9
5
12
18
3,60
233
25
5
252
160
224
142
12
0
0,8
12
4
16
24
3,94
259
1,7
7
7
21
0,9
14
4
18
24
4,07
260
1Д
14
5
20
4,07
264
СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ
369
Число панелей. Высота фермы. г, твои т. подъем. Радиус кривизны.
12
Н 420 СМ
f 12 R 1 995
L 24,5 м
Таблица 39
Верхний пояс
Нижний
пояс
св
Qj
Решетка
Опорные
узлы
Расход
материа
лов
Размеры
Гвозди
И
Нашивки
Гвозди
Нагрузка
а
Ь
А
п
Прогоны
Настил
Высота
Стыки
S
и
о
с
4
И
о
Ширина
Ширина
Толщина
В решетке
В уэлах
н
Врубки
Дерево
Сталь.
15
3
38
32
30
8
58
0,1
10
7
3,5
4
2
10
14
1,60
58
0,4
5
80
15
0,15
10
7
3,5
6
3
15
1,60
60
0,2
10
7
3,5
8
4
1,60
62
20
4
26
40
10
73
0,2
10
7
3,5
8
4
12
16
1,81
73
0,5
5
40
15
0,25
12
8
3,5
8,5
5
15
1,90
74
0,3
12
8
3,5
12,5
6
1,90
77
20
4
36
40
28
40
13
88
0,2
12
8
3,5
9,5
5
12
18
1,91
85
0,6
5
15
0,3
12
8
3,5
12,5
6
18
1,91
88
0,4
12
8
3,5
17
8
1,91
92
20
4
46
40
38
40
15
102
0,2
12
8
3,5
8,5
4
14
18
2,00
98
0,7
5
18
0,3
12
8
3,5
13
6
21
2,00
102
0,4
12
8
3,5
17
8
2,00
106
20
4
54
36
44
36
16
91
0,3
12
8
3,5
6
5
14
20
2,29
121
0,8
6
17
0,4
13
8
3,5
8
7
20
2,32
125
0,5
13
8
3,5
10
8
2,32
128
25
5
106
50
94
44
18
103
0,3
12
8
3,5
7
6
16
22
2,45
140
0,9
6
19
0,4
12
8
3,5
8
7
23
2,45
142
0,5
13
V
8
3,5
10
9
2,49
146
25
5
118
56
104
50
20
115
0,4
12
8
3,5
8
7
16
22
2,55
153
1,0
6
22
0,5
13
8
3,5
10
9
25
2,53
157
0,6
13
8
5
7
10
2,71
159
25
5
130
62
114
54
22
126
0,5
13
8
3,5
10
9
16
24
2,63
175
1.1
6
23
0,6
13
8
5
7
10
2,76
175
0,7
15
8
5
8,5
12
2,83
179
25
5
142
70
126
62
14
137
0,6
13
8
3,5
11
10
18
24
3,00
196
1.2
7
22
0,7
15
8
3,5
13
12
26
3,08
200
0,8
18
9
3,5
15,5
14
3,23
204
25
5
154
76
136
66
15
149
0,7
15
8
3,5
13
12
18
25
3,19
21Б
1,3
7
; 24
0,8
18
9
3,5
15
14
3,34
220
0,9
20
9
3,5
16
16
3,41
223
30
5
120
66
104
56
17
172
0,8
18
9
3,5
15
14
20
27
3,69
240
1,5
7
26
0,9
20
9
3,5
16
16
3,76
243
л,о
22
9
5
11
18
3,99
243
25
5
174
ПО
148
94
23
0
0,8
13
6
14
16
24
3,85
240
1.7
6
6
24
0,9 1
13
6
16
3,85
241
и 1
14
8
20
3,91
248
В. А. ЗАМАРАЕВ
Число панелей Высота фермы Строит, подъем. Радиус кривизны
12
. Н 438 см 1 13 . В 2078
L 25,5 лс
Таблица 40
Верхний пояс
Нижний
пояс
й
09
Р
ГУ
Решетка
Опорные
узлы
Расход
материа
лов
Нагрузка
Размеры
Гвозди
1н
стЗ
W
Нашивки
Гвозди
а
Ь
п
Прогоны
Настил
Высота
Стыки
5
п
О
ё
и
о
Ширина
Ширина
Толщина
3
13
х
Л
D
П к
В узлах
в
56
н
Врубки
Дерево
Сталь 3
15
3
44
30
36
30
6
91
0,1
10
7
3,5
4,5
2
12
14
1,68
64
0,4
5
15
0,15
10
7
3,5
6,5
3
15
1,68
66
0,2
10
7
3,5
8,5
4
1,68
68
20
30
40
24
40
11
77
0,2
10
7
3,5
8,5
4
12
16
1,89
78
0,5
5
А
15
0,25
12
8
3,5
10,5
5
15
1,98
80
0,3
12
8
3,5
12,5
6
1,98
82
20
Л
40
40
32
40
13
91
0,2
12
8
3,5
9,5
5
12
18
1,99
87
0,6
5
15
0,3
12
8
3,5
12,5
6
18
1,99
89
0,4
14
8
3,5
17,5
9
2,05
95
20
4
48
36
40
36
14
83
0.2
10
7
3,5
4,5
4
14
20
2,23
104
0,7
6
16
0,3
12
8
3,5
65
5
18
2,34
107
0,4
13
8
3,5
9
7
2,37
112
20
А
60
Зв
50
36
17
95
0,3
12
8
3,5
6,5
5
14
20
2,42
122
0,8
6
18
0,4
13
8
3,5
9
7
21
2,46
127
0,5
15
8 1
3,5
11
9
2,52
131
25
Б
118
56
104
50
18
107
0,3
12
8
3,5
7
6
16
22
2,59
144
0,
6
20
0,4
12
8
3,5
8,5
7
23
2,59
147
О
0,5
13
8
3,5
11
9
2,63
152
25
£
132
62
116
56
20
119
0,4
12
8
3,5
8,5
7
16
22
2,68
159
1,0
6
22
0,5
13
8
3,5
10,5
9
26
2,72
163
9
0,6
15
8
5
8,5
11
2,92
164
25
5
144
68
128
60
2Я
0,5
13
8
3,5
11
9
18
24
2,81
186
1Д
6
24
131
0,6
15
8
5
8,5
11
£оГ
ТвТ
0,7
15
8
5
10
12
3,01
190
25
5
158
78
140
68
14
143
0,6
15
8
3,5
13
11
18
24
3,25
207
7
23
0,7
18
9
3,5
14
13
3,41
210
0,8
20
9
'
5
10
15
3,63
214
30
114
62
100
54
15
155
0,7
18
9
3,5
14,5
13
18
25
3,75
219
1.
7
5
24
0,8
18
9
3,5
16,5
14
3,75
222
0,9
20
9
5
10,5
16
3,98
220
25
5
198
126
174
110
21
о
0,8
14
7
16
16
22
4,00
240
1.5
G
6
22
0,9
14
7
18
26
4,00
244
1,0
14
8
20
4,00
246
25
5
224
142
196
124
13
0
0,8
12
4
14
18
24
4,53
283
1.7
7
7
22
0,9
14
4
16
26
4,68
285
1,1
14
5
20
4,68
20.2
СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ
371
Число панелей Высота фермы. Строит, подъем. Радиус кривизны
12
Я 455 СМ
13 R 2 158
L 26,5 ле
Таблица 41
Верхний пояс
Нижний
пояс
с Й со р 9
Решетка
Опорные
узлы
Расход
материа
лов
Размеры
Гвозди
и
а
н
Нашивки
Гвозди
Нагрузка
а
Ъ
А
п
Прогоны
Настил
Высота
Стыки
W
св
m
о
Ен
£
н
о
Ширина
Ширина
Толщина
В решетке
В узлах
1
н
Врубки
Дерево
Сталь 3
15
3
48
33
40
33
9
63
0,1
12
8
3,5
5
2
12
14
1,85
71
0,4
5
15
0,15
12
8
3,5
7
4
15
1,85
73
0,2
12
8
3,5
9
5
1,85
75
20
4
34 ч 44
26
44
11
80
0,2
12
8
3,5
9
5
12
16
2,07
87
0,5
5
15
0,25
12
8
3,5
11,5
6
16
2,07
89
0,3
12
8
3,5
14
7
2,07
91
20
4
44
44
26
44
14
136
0,2
12
8
3,5
10,Б
5
14
18
2,12
100
0,6
5
17
0,3
I2
8
3,5
14
7
19
2,12
104
0,4
16
9
3,5
19
9
2,28
108
20
4
54
40
44
40
15
87
0,2
12
8
3,5
5
4
14
20
2,45
119
0,7
6
16
0,3
12
8
3,5
7,5
6
19
2,45
124
0,4
13
8
3,5
10
7
2,49
128
25
5
110
52
Qft
17
99
0,3
12
8
3,5
8
6
14
22
2,63
145
0,8
6
-
90
46
18
0,4
12
8
3,5
10
7
22
2У63
148
0,5
13
8
5
7,5
9
2,81
149
25
5
124
60
110
52
19
112
0,3
12
8
3,5
8,5
6
16
22
2,73
163
0,9
6
20
0,4
12
8
3,5
10
7
24
2,73
166
0,5
13
8
5
7,5
9
2,91
167
25
5
.138
66
122
58
21
124
0,4
12
8
3,5
10
7
16
24
2,83
184
1,0
6
23
0,5
13
8
5
7,5
9
3,01
184
1
0,6
15
8
5
9
11
3,08
189
ОБ
154
76
134
66
13
137
0,5
13
8
3,5
12
10
18
24
3,26
215
1,1
7
оО
5
22
0,6
15
8
3,5
14
12
26
3,35
219
0,7
18
9
3,5
16
14
3,50
22Н
25
5
168
82
146
72
15
U8
0,6
15
8
3,5
14
12
18
25
3,47
238
1,2
7
24
0,7
18
9
3,5
16
14
3,63
242
0,8
20
9
5
11
16
3,88
241
30
5
120
66
104
56
16
161
0,7
18
9
3,5
16
14
18 '
25
3,96
250
1,3
7
25
0,8
20
9
5
11
16
4,20
249
0,9
22
9
5
11,5
17
4,28
251
25
5
206
132
180
114
21
0
0,8
14
7
16
16
24
4,24
269
1,5
6
6
23
0,9
14
8
18
4,24
274
1,0
15
9
20
4,81
280
25
5
234
150
206
130
14
0
0,8
14
4
16
18
24
4,98
319
1,7
7
7
23
0,9
14
5
18
4,98
323
1,1
14
6
20
4,98
1
327
372'
В. А. ЗАМАРАЕВ
Число панелей Высота фермы Строит, подъем Радиус кривизны
И
Н 472 см
14 В 2 238
L 27,5 м
Таблица 42
Верхний пояс
Нижний
пояс
aS
X
со
Решетка
Опорные
узлы
Расход
материа
лов
Размеры
Гвозди
И
Нашивки
Гвозди
Нагрузка
а
Ь
А
п
Прогоны
Настил
Высота
И
X
в
о
W
стЗ
PQ
О
н
4
и
о
Ширина
Ширина
Толщина
1
В решетке
В узлах
IS1
я
к
н
Врубки
Дерево
' Сталь 3
20
26
44
22
44
9
66
0,1
12
8
3,5
5,5
3
12 - 16
2,13
76
0,4
5
4
15
0,15
12
8
3,5
8
4
15
2,13
78
0,2
12
8
3,5
10
5
2,13
80
20
4
40
44
32
44
12
82
0,2
12
8
3,5
10,5
5
12
2,15
94
0,6
5
15
0,25
12
8
3,5
13
6
18
17
2,15
9бГ
0,3
12
8
3,5
5,5
7
2,15.
99
20
4
52
44
42
44
14
99
0,2
12
8
3,5
11,5
5
14
18
2,20
106
0,6
5
17
0,3
12
8
3,5
15,5
7
20
2,20
110
0,4
16
9
3,5
19
10
2,37
115
20
JL
62
52
40
16
90
0,2
12
8
3,5
5
5
14
20
2,58
129
0,7
в
40
17
0,3
12
8
3,5
7,5
6
20
2,58
133
0,4
13
8
3,5
10
8
2,62
138
25
5
122
52
108
50
18
103
0,3
12
8
3,5
7,5
6
16
22
2,77
157
0,8
6
19
0,4
13
8
3,5
9,5
8
22
2,81
161
0,5
15
8
5
1 8
10
3,02
164
25
5
136
64
122
58
20
115
0,3
13
8 1
3,5
8
7
16
22
2,91
171
0,9
6
22
0,4
13
8 1
3,5
10
8
25
2,91
175
0,5
15
8
5
8
10
3,13
177
25
5
152
74
134
66
13
128
0,4
12
8
5
6
8
18
24
3,44
205
1,0
7
21
0,5
14
8
5
7
10
25
3,52
209
0,6
15
8
5
8,5
12
3,56
213
25
5
168
82
148
74
14
141
0,5
14
8
5
7
10
18
24
3,57
218
1.1
7
22
0,6
15
8
5
8,5
12
3,61
222
0,7
18
9
5
10
14
3,80
227
30
5
122
68
108
58
15
154
0,6
15
8
5
8,5
12
1Д
3,92
234
1,2
7
24
0,7
18
9
5
10
14
JLO
25
4,09
239
0,8
20
9
5
12
16
4,17
243
30
5
132
72
116
64
16
166
0,7
18
9
5
10
14
20
27
4,30
260
1,3
7
26
0,8
20
9
5
11,5
16
4,39
264
0,9
22
9
5
13
18
4,47
268
25
5
228
144
200
126
22 п
0,8
14
8
16
18
24
4,48
287
1,5
6
6
24
0,9
15
9
18
4,55
291
и
1,0
15
10
20
4,55
294
25
5
260
164
228
144
14 о
0,8
14
5
16
18
25
5,15
336
.17
7
7
23
0,9
14
5
18
5,15
338
V
1.1
15
6
22
5,15
344
СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ
373
Число панелей Высота фермы. Строит, подъем. радиус кривизны
12
Н 489 см f 14 R 2 322 L - 28 j 5 лс
Таблица 43
Верхний пояс
Нижний
1ПОЯС
сб
X
со
Р
Решетка
Опорные
узлы
Расход
материа
лов
Размеры
Гвозди
oi
Ш
Нашивки
Гвозди
Нагрузка
а
Ъ
А
п
Прогоны
Настил
Высота
В
О
S
п
о
Рн
D
W
о
с
И
р.
н
0
Ширина
Толщина
В решетке
И
стЗ
В
со
Л
N
£
Н
Врубки
Дерево
Сталь 3
Ю
4
28 44
24
44
10
68
ОД
12
8
3,5
5
3
12
16
2,21
78
0,4
5
15
0,15
12
8
3,5
8
4
15
2,21
81
0,2
12
8
3,5
10
5
83
20
4
42
44
34
44
12
85
0,2
12
8
3,5
10
1 5
12
18
2,22
94
0,5
5
15
0,25
12
8
3,5
13
6
18
2,22
97
0,3
13
8
3,5
16,5
7
2,25
100
20
4
54
40
44
40
14
80
0,2
12
8
3,5
6,5
5
14
18
2,60
119
0,6
6
15
0,3
12
8
3,5
8,5
6
17
2,60
122
0,4
13
8
5
8
8
2,79
126
20
4
64
40
56
40
16
93
0,2
12
8
3,5
5,5
5
14
20
2,67
131
0,7
6
-
17
0,3
12
8
3,5
8,5
6
20
2,67
136
0,4
13
8
5
7,5
1 8
2,86
138
25
5
134
64
118
,56
18
106
0,3
12
8
3,5
8,5
6
16
22
2,86
163
0,8
6
19
0,4
13
8
5
8
8
23
2,96
166
0,5.
15
8
5
9,5
10
3,04
170
25
5
150
72
132
64
21
120
0,3
13
8
5
6,5
7
16
24
3,18
182
0,9
6
22
0,4
13
8
5
7,5
8
26
3,18
185
0,5
15
8
5
9,5
10
3,25
190
25
5
168
82
146
72
13
133
0,4
13
8
5
6,5
8
18
24
3.65
211
1,0
7
22
0,5
15
8
5
8
10
25
3,73
15
0,6
15
8
5
9,5
12
3,73
219
25
5
184
90
162
80
14
147
0,5
15 I
8
5
8
10
18
25
3,78
231
1Д
7
23
0,6
15
1 8
5
9,5
12
3,78
235
0,7
18
9
5
11
14
3,98
239
30
5
186
74
120
64
16
160
0,6
15
8
5
9,5
12
18
25
4,22
251
1.2
7
25
0,7.
18
9
5
11
14
4,41
255
0,8
22
9.
5
13
17
4,59
261
30
5
148
80
152
82
17
173
0,7
18
9
5
11
14
20
27
4,47
282
1,3
7
26
0,8
22
9
5
12,5
17
4,64
288
0,9
22
9
5
14
18
4,64
291
25
5
252
158
220
140
13
0
0,8
'.14
6
16
18
24
5,26
320
1,5
7
7
22
0,9
15
6
18
26
5,35
322
1,0 i
15
7
20
5,35
327
30
5
224
156
200
140
26
о
0,8
15
9
18
18
25
5,26
348
1,7
6
6
26
0,9
15
10
20
5,26
351
1Д
16
12
24
5,35
360
374
В. А. ЗАМАРАЕВ
Число панелей Высота фермы. Строит, подъем. Радиус кривизны
14
Я 607 см
i 15 R2 398
L 29,5 м
Таблица 44
Верхний пояс
Нижний
пояс
ев
X
со
Р
Р
Решетка
Опорные
узлы
Расход
материа
лов
Размеры
Гвозди
Рн
ев
И
Нашивки
Гвозди
Нагрузка
а
Ъ
А
п
Прогоны
Настил
Высота
Стыки
сб
сэ
о
и
а
И
а
Ширина
Ширина
Толщина
В решетке
1
В узлах
в
S
Н
Врубки
о
Д
а
Р
и.
Сталь 3
20
д.
2Я
24
44
10
72
од
12
8
3,5
7
3
12
16
2,38
84
0,4
5
44
15
0,15
12
8
3,5
9,5
4
15
2,38
87
0,2
12
8
3,5
12
5
2,38
90
20
4
40
44
34
44
13
90
0,2
12
8
3,5
13
6
12
18
2i41
102
0,5
5
15
0,25
12
8
3,5
15
7
18
2,41
104
0,3
16
9
3,5
16
8
2,61
106
1
.0
А
50
40
44
40
15
84
0,2
12
8
3,5
6
5
14
18
2,81
129
в
15
0,3
13
8
5
6
7
18
3,03
133
0,4
15
8
5
8
9
3,12
148
25
5
114
54
104
50
17
99
0,2
12
8
3,5
5
5
14
20
3,03
150
0,7
6
18
0,3
13
8
5
6
7
21
3,25
154
0,4
15
8
5
8
9
8,34
159
25
5
130
62
118
56
19
ИЗ
0,3
13
8
3,5
6,5
7
16
22
3,36
175
0,8
в
20
0,4
15
8
5
8
9
23
3,44
181
0,5
15
8
5
10
И
3,44 186
25
5
146
72
132
66
13
126
0,3
12
8
5
5,5
7
16
24
3,82
210
0,9
7
21
0,4
13
8
5
7
9
24
3,87
215
0,5
15
8
5
8,5
И
3,98
219
25
5
164
80
1
143
14
141
0,4
13
8
5
7
10
18
24
3,92
232
1,0
7
22
0,5
15
8
5
8,5
12
26
4,03
237
0,6
18
9
5
10
14
4,26
242
30
5
120
66
10
58
15
155
0,5
15
8
5
9
12
18
25
4,47
249
1Д
7
24
0,6
18
9
5
lO-
14
4,70
253
0,7
20
9
5
ll
16
4,80
257
30
5
130
70
118
64
17
169
0,6
18
9
5
10
14
18
25
4,58
272
1,2
7
26
0,7
20
9
5
11,5
16
4,91
27
0,8
22
9
5
13
18
5,02
282
25
5
212
134
192
122
21
о
0,7
14
9
16
16
22
4,79
295
1,8
6
6
23
0,8
15
-
10
18
24
4,88
298
0,9
15
11
20
4,88
302
25
5
246
154
222
140
14
0
0,8
15
6
18
18
25
5,78
360
1,5
7
7
23
0,9
15
6
20
26
5,78
362
1,0
16
7
22
5,88
367
30
5
186
128
166
116
16
о
0,8
15
6
18
18
25
639
382
1.7
7
7
25
0,9
15
6
20
. 6,39
384
1Д
16
8
24
6,59
394
СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ
Число панелей. Высота фермы. Строит, подъем Радиус кривизны
14
Н 523 см f 15 R 2 484 L 30,5 м
Таблица 45
Верхний пояс
Нижний
пояс
ев
со
£
Решетка
Опорные
узлы
Расход
материа
лов
Размеры
Гвозди
И
Нашивки
Гвозди
Нагрузка
а
Ъ
п
Прогоны
Настил
Высота
Стыки
ев
ра
О
и
И
О
Ширина
S
I
Pi
к
В
Толщина
В решетке
В узлах
1
н
Врубки
Дерево
Сталь 3
20
4
32
28
11
75
од
12
8
3,5
7,5
3
12
16
2,48
91
0,4
5
-
44
44
15
0,15
12
8
3,5
10
4
15
2,48
94
0,2
12
8
3,5
13
6
2,48
98
20
4
46
44
40
44
13
93
0,2
12
8
3,5
13,5
в
12
18
2,49
110
0,5
5
15
0,25
15
8
3,5
15
7
18
2,60
112
0,3
18
9
3,5
17,5
8
2,75
115
20
4
58
40
50
40
15
87
0,2
12
8
3,5
7
5
14
20
2,91
136
0,6
6
15
0,3
13
8
5
6,5
7
18
3,14
139
0,4
15
8
5
8,5
9
3,23
146
25
5
120
56
108
52
18
102
0,2
12
8
3,5
7
5
16
22
3,13
164
0,7
6
18
0,3
13
8
5
6,5
7
21
3,36
167
0,4
15
8
5
8,5
9
3,45
173
25
136
64
124
58
20
0,3
13
8
5
7
7
16
22
3,56
183
0,8
6
22
116
0,4
15
8
5
8,5
9
25
3,65
188
9
0,5
16
9
5
10
11
3,77
193
25
5
154
76
140
68
13
131
0,3
13
8
5
6
8
16
24
4,00
215
0,9
7
21
0,4
14
8
5
8
10
16
4,05
221
0,5
15
8
5
10
12
227
25
5
170
84
154
76
14
146
0,4
14
8
5
8
10
18
24
4,16
239
1,0
7
23
0,5
15
8
5
10
12
4,21
245
0,6
18
9
5
11
14
4,45
249
30
5
124
68
112
62
16
160
0,5
15
8
5
10
12
18
25
4,68
263
1Д
7
25
0,6
18
9
5
11
14
4,91
268
0,7
20
9
5
12
16
5,02
272
30
5
136
74
122
66
17
175
0,6
18
9
5
П,5
14
20
27
4,97
285
1,2
7
26
0,7
20
9
5
12
16
5,08
288
0,8
22
9
5
14
18
5,18
294
25
5
222
140
200
128
22
о
0,7
15
ю
16
16
24
5,19
278
1,3
6
6
24
0,8
15
11
18
5,19
282
V
0,9
16
12
20
5,28
286
25
5
256
162
232
148
14
п
0,8
15
6
20
18
24
5,97
330
1,5
7
7
23
0,9
16
7
20
6,08
333
V
1,0
16
8
22
6,08
338
30
5
190
134
174
120
16
0
0,8
15
6
20
18
25
6,71
388
1Д
7
7
25
0,9
16
7
22
6,71
393
1,1
18
8
26
7,03
401
376
В. А. ЗАМАРАЕВ
СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ
377
Число панелей
Высота фермы. Строит, подъем. Радиус кривизны
14
Я 557 см - 16 2 648
L 32,5 м
Таблица 47
Верхний пояс
Нижний
пояс
сЗ
В
со
О
Решетка
Опорные
У8ЛЫ
Расход
материа
лов
Размеры
Гвозди
н
стЗ
W
Нашивки
Гвозди
Нагрузка
а
Ъ
п
Прогоны
Настил
Высота
В
S
8
о
W
аЗ
СО
О
Рн
ё
о
Ширина
Ширина
Толщина
В решетке
В узлах
1
н
Врубки
1 Дерево
Сталь 3
20
4
40
44
34
44
11
80
0,1
12
8
3,5
8,5
3
12
16
2,64
94
0,4
5
15
0,15
12
8
3,5
11,5
5
15
2,64
99
0,2
12
8
3,5
15
6
2,64
102
20
4
54
40
46
40
14
78
0,2
12
8
3,5
7,5
5
14
18
3,08
127
0,5
6
15
0,25
13
8
3,5
9
6
17
3,13
131
о,з
14
8
5
7
7
3,38
131
25
5
134
64
118
56
16
93
0,2
12
8
3,5
8
5
14
20
1
3,29
157
0,6
6
17
0,3
14
8
5
7,5
7
20
3,34
161
0,4
15
8
5
9
10
3,63
168
25
5
158
74
138
66
19
109
0,2
12
8
3,5
8
6
16
22
3,45
186
0,7
6
20
0,3
14
8
5
7,5
8
23
3,75
190
0,4
15
8
5
9
10
3,79
195
25
к
180
86
158
74
22
124
0,3
14
8
5
7,5
8
16
22
3,87
211
0,8
6
23
0,4
15
8
5
9,5
10
26
3,92
217
о
0,5
16
8
5
12
12
4,05
224
25
Б
202
100
178
88
14
14
0,3 ‘
14
8
5
7
8
18
24
4,38
243
0,9
7
22
0,4
15
8
5
9
10
26
4,43
249
V
0,5
16
9
5
11
12
4,57
255
30
132
72
118
64
15
155
0,4
15
8
5
9
10
18
25
4,92
254
1,0
7
24
0,5
18
9
5
10
13
5,18
257
о
0,6
20
9
5
12
15
5,29
263
30
5
144
78
130
70
17
170
0,5
18
9
5
10
13
20
27
5,29
286
1,1
7
26
0,6
20
9
5
12,5
15
5,40
293
0,7
22
9
5
15
18
5,52
302
25
5
270
170
236
150
21
0
0,6
15
10
16
16
22
5,42
310
1,2
6
6
23
0,7
16
12
18
5,5 J
315
0,8
16
14
20
5,52
321
25
5
292
186
256
162
13
0
0,7
15
7
18
16
24
6,28
358
1,3
7
7
22
0,8
16
8
20
6,39
363
0,9
16
8
22
6,39
366
30
5
196
136
178
124
15
0
0,8
16
8
20
18
25
7,16
384
1,5
7
7
24
0,9
16
8
22
7,16
387
1,0
17
10
24
7,28
394
30
5
222
154
200
140
17
0
0,8
16
8
20
20
27
7,34
424
1,7
7
7
26
0,9
16
9
22
7,34
429
1Д
18
10
26
7,56
436
■378
В. А. ЗАМАРАЕВ
Число панелей. Высота фермы. Строит, подъем. Радиус кривизны
14
Я 575 см f 17 R 3 725
L 33,5 м
Таблица 4
Верхний ионе
Нижний
пояс
С
к
£0
Решетка
Опорные
узлы
Расход
материа
лов
Нагрузка
Размеры
Гвозди
1
Нашивки
Гвозди
а
Ъ
п
Прогоны
Настил
1
Высота
Стыки
3
я
о
и
О
Ширина
Ширина
Толщина
I В решет1 ке
в
й
1
m
в
В
н
Врубки
Дерево
со
1
20
4
42
48
ос
12
82
0,1
1
14
8
3,5
8,5
4
12
16
2,81
99
0,4
5
48
15
0,15
14
8
3,5
11,5
5
16
2,81
103
0,2
14
8
3,5
15
6
2,81
107
20
4
56
44
48
44
14
80
0,2
13
8
3,5
8,5
5
14
18
3,22
134
0,5
6
15
0,25
15
8
5
6,5
6
17
3,53
133
0,3
15
8
5
7,5
7
3,53
136
25
5
126
60
116
54
17
96
0,2
13
8
3,5
8,5
5
14
20
8,48
159
0,6
6
18
0,3
15
8
5
8
8
20
3,79
165
0,4
17
8
5
10
10
3,97
171
25
5
148
70
134
64
19
112
0,2
13
8
3,5
9
6
16
22
3,60
186
0,7
6
20
0,3
15
8
5
8
8
23
3,91
190
0,4
17
8
5
10
10
4,09
196
30
5
116
60
104
54
22
128
0,3
15
8
5
8
8
16
24
4,38
209
0,8
6
24
0,4
17
9
5
10
11
16
-4,56
216
■f
0,5
18
1
9
5
12
13
4,61
222
30
5
130
68
1
118
62
25
144
0,3
15
8
5
8
8
18
24
4,50
233
0,9
6
26
0,4
17
9
5
10
11
4,69
241
0,5
13
9
5
12
18
4,74
247
30
5
144
78
130
70
16
160
0,4
15
8
5
10
11
18
25
5,12
274
1,0
7
25
0,5
18
9
5
12
13
5,38
280
0,6
20
9
5
13,5
16
5,50
287
30
5
158
86
144
78
17
176
0,5
18
9
5
12,5
13
20
27
5,44
300
1,1
7
26
0,6
20
9
5
14
16
5,56
307
0,7
24
1 9
5
15
18
5,80.
311
25
5
254
160
230
146
13
о
0,6
15
7
16
16
24
6,38
348
1,2
7
7
21
0,7
15
J 8
18
6,38
353
0,8
16
8
20
6,50
355
25
5
274
174
250
158
14
п
0,7
15
„
8
18
18
24
6,47
373
1,3
7
7
22
0,8
16
9
20
6,59
378
V
0,9
17
- 1
10
22
6,71
383
30
5
216
150
194
136
16
о
0,8
16
9
22
18
25
7,45
412
1,5
7
7
25
0,9
17
10
24
7,57
417
V
1,0
18
11
26
7,69
422
25
5
360
204
326
186
24
п
0,8
17
10
20
18
24
7,91
440
1,7
6
18
25
0,9
18
10
24
-
8,03
445
V
1,1
19
1
12
28
8,15
4ьГ
СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ
379
Число панелей. Высота фермы. Строит, подъем. Радиус кривизны
14
Я 592 см 17 R 2 806
L 34,5 м
Таблица 49
Верхний пояс
НИЖНИЙ
ПОЯС
ев
X
со
Решетка
Опорные
узлы
Расход
материа
лов
Размеры
Гвозди
ев Ю св О и
D
И
о
Нашивки
Гвозди
Наг рузка
а
Ь
Л
п
Прогоны
Настил
Высота
Стыки
Ширина
.Ширина
Толщина
В решетке
В узлах
н
Врубки
Дерево
Сталь 3
20
4.
42
44
36
44
12
0,1
13
8
5
3
3
12
16
3,52
107
0,4
6
15
0,15
13
8
5
4,5
4
17
3,52
111
0,2
13
8
5
5,5
6
3,52
116
20
4,
60
44
52
44
14
82
0,2
13
8
5
6
6
14
18
3,53
135
0,5
6
- 15
0,25
15
8
5
7
7
17
3,64
138
0,3
15
8
5
8
8
3,64
141
25
5
138
66
126
60
17
99
0,2
13
8
5
6
6
14
20
3,80
164
0,6
6
18
0,3
15
8
5
8,5
8
21
3,90
171
0,4
16
9
5
11
10
4,04
176
25
5
160
76
146
70
20
115
0,2
13
8
5
6
6
16
22
3,98
192
0,7
6
22
0,3
15
8
5
9
8
25
4,09
200
0,4
16
9
5
11,5
10
4,23
207
25
184
90
168
82
13
132
0,3
14
8
5
7,5
9
16
4,58
233
0,8
7
5
21
0,4
15
8
5
10
10
25
4,64
239
0,5
18
9
5
12
13
V
4,9
247
30
5
134
70
122
64
26
148
0,3
16
9
5
9
9
18
24
4,78
242
0,9
в
26
0,4
16
9
5
12
10
4,78
249
0,5
18
9
5
13,5
13
4,89 2’6
30
5
J50
82
136
74
16
165
0,4
15
8
5
10,5
11
18
25
5;34
279
1,0
7
26
0,5
18
9
5
12
13
5,61
284
0,6
20
9
5
13,5
15
5,73
290
25
5
252
160
230
146
12
0
0,5
14
6
14
16
22
6,32
319
1Д
7
7
20
0,6
15
7
16
6,43
324
0,7
16
8 1
1 18
6,56
329
25
5
276
174
250
160
13
о
0,6
1 15
8
1 16
16
24
6,66 347
1,2
7
7
22
0,7
16
8
18
6,78
349
0,8
17
10
20
6,92
357
1
30
5
194
134
176
122
14
о
0,7
16
9
18
18
24
7,47
373
1,3
7
7
23
0,8
17
10
20
7,59
378
0,9
13
10
22
7,71
38.
30
5
226
204
142
16
о
0,8
17
10
20
18
25
7,91
420
1,5
7
7
156
26
0,9
18
11
24
8,03
427
1,0
18
12
26
8,03
433
25
5
392
222
356
202
24
о
0,8
18
8
22
18
24
8,40
430
1,7
6
18
25
0,9
18
I -
10
24
8,40
435
1,1
20
-
1 _ 1
12
28
8.СС
440
380
В. А. ЗАМАРАЕВ
Ключ в пользованию таблицами
Число панелей по верхнему поясу Высота фермы Н в см _ L
Строит, подъем f в см Радиус кривизны R в см
Схемы ферм см. фиг. 5
Расчетный пролет L в м
Нагрузка
Верхний пояс
Размеры
А
п
1
о
£
о
в
о
св
В
со
к
св
В
В
св
m
о
н
D
В
О
Нижний
пояс
ев
н
о
о
3
Решетка
А
В
В
Нашивка
с
В
Р
О
Ен
Гвозди
£
Р
и в
Опорные
узлы
в
й
в
н
ю
Р
PQ
Расход
материа
лов
о
п
а
Р
ф
в
8
н
3
о
с
св
И
И
св
О
Ен
В
св
СО
О
Рн
D
И
о
S
в
о
Ен
О
О
К
а
и
о
й
3
ft
в
в
р4
В
В
©
н
о
о
GQ
О
И
в
о
к
о
Р
ю
в
I
si
св
Н
О
О
3
со
F св
I1
з
D
н
1st
е
к
о
со
р
Ен
Св
В
Я
Я
а
И
О
св
о
в
о
И
о
Рч
CD
В
X
Pi
D
И
S
О
Pi
x
eo
св
Pi
св
В
I
13
О
н
Рн
в
в
о
И
св
о
В
О
И
8
о
и
И
Р
а
в
В
1st
В
£
СГ
а
о
S
о
В
в
В
о
н
а
В
аэ
г
Р
И
о
в
8
о
В
И
ю
св
н
а
Е-
О
О
и
0
и
CD
И
£
св
В
и
1
Pi
о
и
о
св
В
Я
И
О
р
о
5
зв
w
св
К
4
о
£
0
В®
8
Нгн.
1 13
со
та
S
®
м 2 CQ
вб
IS
I
1 Я fp, К D
® СО И св Рн
S
св
6н
3
CD
D
О
В
н
св
Рн
ф
I
1
р
И
О
а
Ен
Ю
0
а
Pi
Э
О
а
т
н
а
т
И
t
о
£
о
сч
В
ю
4
й
3
о
Рн
Я
Pi
а
со
св
РЧ
св
о
W
О
а
w
о
р
о
Ен
О
И
Н
CD
Ю
О
о
S
св
о
о
g
св
Pi
tr
о
W
о
к
W
о
св
В
4
со
о
В
СГ
3
X
о
р
р
п
и
Я
т
о
В
D
Св
В
В
0
В
со
В
1
В
В
о
р
в
в
I
в
в
св
в
св
Ен
О
О
Я
PQ
В
©
в
2
О
wg ft S
M В
8 w 5
и
св
Pi
Ен
D
И
в
а
5
IO
6 И
св
В
св
а
В
О
В
О
С-4
О
В
Й
В
В
о
о
И
св
£
в
Ен
св
В
св
В
со
р
о.
о
в
о
2
Pi
D
О
в
в
S
св Pi И
5 в ® а В и св PQ В
СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ
381
382
В. А. ЗАМАРАЕВ
СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ
383
384
В. А. ЗАМАРАЕВ
Число панелей. Высота фермы. Строит, подъем Радиус кривизны
8
Н з 185 см 6 R 1149
L 12,5 м
Нагрувка
г
Верхний пояс
Снеговая нагрувка
Нижний
пояс
Решетка
г
Опорные
узлы
Расход
материа
лов
Размеры
Число
гвоздей
Высота
Стыки
Ширина
Нашивки
Гвозди
Тяжи
Врубки
Дерево
со
н
о
а
Л
п
Ширина
Толщина
В решетке
В узлах
15
16
5
8
0,4
5
02
13
13
4
13
0,60
38
3
48
36
12
15
16
6
10
0,5
6
0,3
14
14
5
14
0,75
50
3
51
35
14
15
16
7
10
0,6
в
0,4
15
15
в
15
0,73
57
3
62
42
14
20
14
8
12
0,7
6
0,4
13
13
7
15
0,85
63
4
62
у
48
16
20
14
10
12
0,8
6
0,5
15
15
7
16
0,91
71
4
1
72
55
16
20
14
6
12
0,9
7
0,5
13
13
8
15
0,99
78
4
86
62
18
20
14
7
1
14
1,0
7
0,6
15
15
9
16
1,07
81
4
92
69
18
20
18
8
14
1,1
7
0,7
15
15
10
17
1,07
94
4
100
75
18
25
114
8
14
1,2
7
0,8
16
15
И
19
1,19
102
5
60
83
20
25
124
9
14
1,3
7
0,9
17
16
12
21
1,23
111
5
65
90
20
'
20
21
12
12
1,5
в
в
1,0
16
13
5
14
17
1,54
128
4
182
0
18
20
21
8
14
1,7
7
7
1,1
16
13
4
16
17
1,82
164
4
192
0
20
СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ
385
Число панелей Высота фермы Строит, подъем. Радиус кривизны
8
Н 200 слс f 7 R r 1 239
Таблица 54
L 13,5 лс
Нагрузка
Верхний пояс
Снеговая нагрузка
Нижний
пояс
Решетка
Опорные
узлы
Расход
материалов
Размеры
Число
гвоздей
Высота
Стыки
Ширина
Нашивки
Гвозди
Тяжи
Врубки
Дерево
Сталь 3
а
Ъ
h
п
Ширина
Толщина
В решетке
В узлах
15
16
5
8
0,4
6
0,2
12
10
4
12
0,73
41
3
44
80
12
15
16
7
10
0,5
6
0,3
14
14
5
14
0,82
54
3
60
37
14
20
14
8
12
0,6
6
0,4
15
15
6
15
0,98
62
4
62
45
14
20
14
9
12
0,7
6
0,4
16
16
7
17
1,01
70
4
77
52
1
16
20
14
6
12
0,8
7
0,5
13
.13
8
15
1,07
76
4
87
60
16
20
14
7
12
0,9
7
0,5
15'
15
9
16
1,16
88
4
102
67
18
25
112
8
I
14
1,0
7
.0,6
15
15
10
18
1,24
98
5
59
74
18
25
125
8
14
М
7
0,7
17
17
11
20
1,34
107
1
1
5
65
82
20
25
136
9
14
1,2
7
0,8
18
18
12
21
1,37
113
5
71
89
20
30
107
10
16
1,3
7
0,9
20
20
13
23
1,58
130
5
63
97
22
25
1
161
1
13
14
1,5
6
6
1
lfir
16
10
3
16
19
1,71
143
5
118
0
18
25
183
15
14
1,7
6
6
1,1
18
13
4
18
1,89
165
5
135
0
20
S86
В. А. ЗАМАРАЕВ
Число панелей Высота фермы. Строит, подъем. Радиус кривизны
10
. Н 214 см f 7 . R 1 335 о
Таблица 5
L 14,5 м
Верхний пояс
св
со
Нижний
пояс
Решетка
Опорные
узлы
Расход
материалов
Нагрузка
Размеры
й
и
Нашивки
Гвозди
а
Ь
п
Число
гвоздей
W
ей
СО
О
н
CD
И
О
Высота
Стыки
Ширина
Ширина
Толщина
В решетке
В уэлах
Тяжи
Врубки
Дерево
Сталь 3
15
3
14
48
0,1
12
6
40
10
i 4
10
12
12
0,68
41
0,4
5
0,15
12
Ю
4
12
0,68
41
0,2
12
12
1
1 “
5
12
0,68
43
15
з
14
48
0,2
12
7
Ю
4
10
14
12
0,79
53
0,5
6
0,25
14
38
14
5
14
0,89
56
0,3
14
14
5
14
0,89
56
20
4
14
46
0,2
12
8
46
10
-
5
1
12
16
15
0,93
61
0,6
6
0,3
12
10
6
15
0,93 j 62Г
0,4
14
13
7
16
1,02
64
20
4
14
58
0,2
13
10
54
10
5
12
16
15
0,96
69
0,7
6
0,3
13 1
10
6
15
0,96
70
0,4
15
13
7
16
1,04
71
20
4
14
70
0,3
15
11
1
61
13
7
12
18
16
1,05
81
0,8
6
0,4
16
13
8
17
1,С6
82 ,
0,5
18
15
9
18
1,13
83
20
4
14
77
0,3
15
7
13 1
7
14
18
16
1,22
' 91
0,9
7
0,4
16
69
13
8
17
1,25
92
0,5
17
15
9
17
1,30
92 ,
20
4
14
92
0,4
17
8
77
15
- 1
9
14
20
18
1,30
104
1,0
7
0,5
18
15
- j
10
18
1,33
104
0,6.
19
18
11
19
1,39
107
25
5
102
52
0,5
18
8
84
13
10
14
20
20
1,41
108
1,1
7
0,6
19
15
- 1
11
20
1,45
111
0,7
20
15
12
21
1,46
П1
25
5
110
58
0,6
20
9
15
12
16
20
22
1,49
124
1,2
7
0,7
21
.
15
12
22
1,52
126
0,8
22
18
14
22
1,60
128
25
5
120
66
0,7
23
10
100
18
13
16
22
24 1
1,62
138 1
1,3
7
0,8
24
18
14
24
1,65
140
0,9
25
20
-1
16
25
1,71
144
30
5
101
59
0,8
26
11
115
20
I
16
16
24
26
1,89
156
1,5
7
0,9
26
20
16
26
1,89
156
1,0
26
22
18
26
1,92
157
25
5
152
112
0,8
20
15
0
10
-
3
16
14
20
22
1,99
171
1.7
6
6
0,9
21
18
-
3
18
22
2,11
175
1,1
22
13
3
20
22
2,14
177
СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ
387
Число панелей Высота фермы Строит, подъем. Радиус кривизны
10
. Н 229 см
. 8. R аш 1 426
Таблица 56
L 15,5 м
Верхний пояс
ей
К
со
Р
Нижний
пояс
Решетка
Опорные
узлы
Расход
материалов
Размеры
и
с.
м
■ S
и
о
и
Ц
И
О
Нашивки
Гвозди
Нагрузка
а
Ъ
п
Число
гвоздей
Высота
Стыки
Ширина
Ширина
Толщина
В решетке
В узлах
я
й
Ен
Врубки
Дерево
со
Д
Ei
О
15
3
16
40
0,1
12
0
10
3
10
14
12
0,84
48
0,4
6
0,15
12
33
10
4
12
0,84
49
ОД
12
10
4
12
0,84
49
15
Q
16
54
0,2
14
7
14
5
10
14
14
0,95
57
0,5
6
0,25
14
41
14
5
14
0,95
57
0,3
15
15
6
15
0,99
60
20
4
14
56
0,2
12
9
49
10
5
12
16
15
1,00
66
0,6
6
0,3
13
10
6
15
1,02
68
0,4
14
13
7
16
1,09
69
20
4
14
70
0,2
13
10
58
10
6
12
16
15
1,02
74
0,7
6
0,3
15
33
7
16
1,11
75
0,4
16
13
8
17
1,13
75
20
4
14
79
0,3
14
7
65
13
7
12
18
15
1,28
86
0,8
7
0,4
15
13
8
15
1,30
87
0,5
16
15 ,
9
16
1,37
87
20
4
14
93
0,8
16
8
74
13
8
14
18
1
17
1,33
98
0,0
7
0,4
17
15
9
17
1,39
99
0,5
18
15
10
1
1.42
100
25
106
£6
0,4
17
8
82
1
9
14
20
19
1,48
109
1.0
7
к
0,5
18
13
10
19
1,51
109
9
0,6
20
15
12
21
1,58
111
25
5
116
61
0,5
20
9
90
15
11
16
22
21
1,60
125
1.1
7
0,6
20
15
12
22
1,60
126
.
0,7
22
18
14
23
1,70
128
25
5
126
66
0,6
22
10
98
15
12
16
22
22
1,65
134
1,2
7
0,7
23
18
14
23
1,73
136
0,8
24
20
15
24
1,80
136
30
5
100
58
0,7
24
11
107
18
14
16
22
24
1,90
148
1,3
7
0,8
25
20
16
25
1,99
152
0,9
26
20
16
26
2,02
152
25
с
151
113
0,8
21
14
п
13
3
18
14
20
21
2,27
172
1.5
в
в
0,9
22
13
3
18
22
2 30
173
V
1,0
22
и
13
3
20
22
2,30
173
25
170
0,8
22
16
13
4
18
16
22
23
2,32 1
198
1.7
в
в
0,9
23
13
4
20
23
2,35
202
5
127
1Д
24
0
' 15
1 -
4
22
24
2,46
204
388
В. А. ЗАМАРАЕВ
Число панелей Высота фермы. Строит, подъем. Радиус кривизны
10
Н 244 см -8 R 1 517
Таблица 57
L 16.5 м
Верхний пояс
ой
К
со
к
А
Нижний
пояс
Решетка
Опорные
узлы
Расход
материалов
Нагрузка
Размеры
Ен
ей
М
Нашивки
Грозди
а
Ъ
h_
п
Число
гвоздей
W
с5
и
о
Ен
СD И О
Высота
Стыки
Ширина
Ширина
Толщина j
В решетке
В узлах
1
н
Врубки
Дерево
Сталь 3
15
3
16
49
ОД
12
6
35
10
4
10
14
12
0,90
56
0.4
6
0,15
12
10
4
12
0,90
56
0,2
14
14
5
14
1,01
56
20
А
16
52
0,2
12
8
44
ю
5
10
14
14
1,06
64
0,5
6
0,25
12
10
6
14
1,06
65
0,3
12
10
6
14
1,06
65
20
4
16
68
0,2
13
9
53
10
5
12
16
15
1,09
77
0,6
6
0,3
14
10
6
16
1Д2
78
0,4
15
13
8
16
1,20
80
20
4
16
78
0,2
12
6
61
10
6
12
14
1,24
87
0,7
7
0,3
14
12
7
18
14
1,34
89
0,4
15
12
8
15
1,37
92
20
4
16
92
0,3
15
7
12
8
14
18
16
1,38
105
0,8
7
0,4
16
70
14
9
17
1,
106
0,5
17
15
10
17
1,50
109
25
5
110
58
0,3
15
8
78
10
8
14
ОА
17
1,47
117
0,9
7
’
17
13
9
19
1,59
117
0,5
18
13
10
V
20
1,62
118
25
5
122
65
0,4
18
9
13
10
14
20
1,64
129
1.0
7
0,5
19
87
15
11
21
1,69
132
0,6
20
15
- 1
1 12
и
22
1,72
133
30
5
100
58
0,5
21
10
96
15
12
14
22
23
1,92
146
1.1
7
0,6
22
18
13
24
2,01
147
0,7 '
23
18
14
25 ,
2,04
150
25
5
139
104
0,6
17
12
0
10
3
14
14
18
17
2,17
156
1.2
б
в
0,7
18
10
3
16
18
2,21
157
0,8
18
10
3
16
18
2,21
157
25
5
150
112
0,7
18
13
о
10
3
16
14
20
18
2,22
175
1.3
6
6
0,8
20
13
3
18
20
2,42
179
0,9
20
13 1
1 - 1
3
18
20
2,42
179
25
к
175
130
0,8
21
15
о
13 1
1 _
4
18
14
90
21
2,46
199
1.5
6
6
0,9
22
13
4
20
22
2,49
199
о
1,0
23
V
13
4
20
23
2,53
203
30
5
142
122
0,8
24
17
0
13
4
20
16
22
24
2,80
236
1Д
6
6
,9
24
13
4
20
24
2,80
236
1Д
25
15
4
24
25
2,92
242
СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ
389
Число панелей Высота фермы. Строит, подъем. радиус кривизны
10
Н 259 см R 1608 I
Таблица 58
L 17,5 м
Верхний пояс
ев
К
00
Нижний
пояс
Решетка
Опорные
узлы
Расход
материалов
Размеры
с5
И
Нашивки
ГВ08ДИ
Нагрузка
а
Ъ
_Ь
п
п
k
Снеговая
Высота
Стыки
Ширина
Ширина
Тошцина
В решетке
В уалах
1
Врубки
Дерево
Сталь 3
15
2
18
56
од
12
7
10
4
10
14
12
. 0,96
60
0,4
6
0,15
12
37
10
4
12
0,96
60
0.2
14
14
5
14
1,08
62
20
4
16
61
0,2
12
g
10
5
12
16
15
1,13
69
0,5
6
0,25
12
46
10
6
15
1ДЗ
69
0,3
14
13
7
16
1,23
72
20
4
16
75
0,2
12
6
56
10
6
12
16
14
1,31
82
о,
7
0,3
14
13
7
14
1,44
85
0,4
14
13
8
14
1,44
86
20
16
92
0,2
13
7
12
7
12
18
15
1,40
98.
0,7
7
0,3
15
65
12
1
8
16
1,46
101
0,4
16
14
9
17
1,53
102
25
5
111
59
0,3
15
8
74
10
8
14
18
18
1,56
115
0,8
7
0,4
16
13
9
19
1,65
116
0,5
17
13
10
19
1,68
118
25
5
126
66
0,3
16
8
84
10
8
14
20
19
1,59
122
0,9
7
0,4
18
13
10
19
1,71
126
0,5
19
15
11
20
1,76
129
25
R
139
73
0,4
19
9
92
13
. 10
16
22
21
1,74
155
1,0
7
0,5
20
15
12
22
1,81
157
U
0,6
22
18
13
24
1М
160
30
5
112
66
0,5
22
10
102
15
12
16
22
24
2,06
167
1Д
7
0,6
24
18
14
24
2,18
171
0,7
24
20
15
24
2,22
171
25
с
157
118
0,6
18
13
о
10
3
16
14
18
2,36
177
1,2
6
6
0,7
J8
10
3
16
20
18
2,36
177
9
0,8
19
и
13
3
18
19
2,52
181
25
5
170
128
0,7
19
14
о
10
4
16
14
20
20
2,40
188
1,3
6
6
0,8
21
13 :
4
18
21
2,61
192
0,9
22
V
13
4
20
22
2,55
193
30
5
144
124
0,8
22
16
п
13
4
18
16
20
24
2,89
221
1,5
в
6
0,9
23
13
4
20
25
2,93
226
1,0
23
13
4
20
25
2,93
26
25
5
208 144
0,8
21
10
0
13
3
18
16
22
23
3,04
248
1,7
7
7
0,9
22
13
3
20
23
3,09
250
1,1
24
15
1
6
24
24
3,28
257
390
В. А. ЗАМАРАЕВ
Число панелей Высота фермы.
Я-
10 274 см
Таблица 59
СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ
391
Число панелей Высота фермы. Строит, подъем. Радиус кривизны
10
. Н 335 см
f 10
. Й 1 586
Таблица 60
L 19,5 м
Верхний пояс
стЗ
X
£0
Нижний
пояс
Решетка
Опорные
узлы
Расход
материалов
Размеры
А
Рч
св
W
Нашивки
Гвозди
Нагрузка
а
Ь
h
п
Число гвс дей
С
о
н
D
И
О
Высота
Стыки
Ширина
Ширина
Толщина
1
В решетке
В узлах
Тяжи
Врубки
Дерево
Сталь 3
15
з
20
69
ОД
15
4
10
4
10
14
15
1,36
72
0,4
7
ОД 5
15
35
10
4
15
1,36
72
0,2
15
14
5
15
1,47
72
20
4
18
80
0,2
15
8
44
12
5
12
14
16
1,41
79
0,5
6
. 0,25
15
12
6
16
1,41
80
0,3
15
Ч
6
16
1,41
80
20
А
18
94
0,2
15
5
10
6
12
16
16
1,601
92
0,6
7
0,3
15
53
15
7
16
1,67
92
0,4
15
13
8
16
1,67
93
1
25
R
120
63
0,2
15
6
62
10
7
12
18
17
1,75
10S
0,7
7
0,3
15
10
8
17
1,75
1С6
0,4
15
13
9
17
1,83
107
25
£
136
72
0,3
15
7
10
’
8
14
18
18
1,77
120
0,8
7
0,4
15
в
70
10
8
18
1,77
120
ш
0,5
18
15
1
И
19
1,99
124
30
t:
112
66
0,3
17
8
79
13
9
14
20
19
2,11
134
0,9
7
0,4
17
13
10
19
2;п
135
ч
0,5
19
15
12
21
2,22
139
20
А
27
208
0,4
15
10
о
10
3
12
12
18
17
2,36
157
1,0
6
6
0,5
15
10
- 1
3
12
17
2,36
157
ж
0,6
17
V
13
1
3
14
17
2,58
161
25
ГС
176
132
0,5
16
И
о
10
3
14
12
18
18
2,58
170
1,1
6
6
0,6
16
10
'
3
14
18
2,58
170
и
0,7
17
10
3
16
19
2,63
174
25
5
194
145
0,6
17
12
о
10
3
16
14
18
19
2,63
184
3,2
6
6
0,7
18
10
3
16
19
2,63
184
0,8
18
V
1
10 I
“ 1
3
18
19
2,67
184
25
5
208
156
0,7
20
13
0
13
3
18
14
20
20
2,92
203
1,3
6
6L
0,8
20
13 I
1 -
3
18
20
2,92
203
0,9
21
13
1 3
20
21
2,95
208
30
5
176
149
0,8
22
15
0
13
3
20
14
20
22
3,30
224
1,5
6
6
0,9
22
13
3
20
22
3,30
224
1,0
23
15
- 1
3
22
23
3,45
229
30
5
187
144
0,8
21
J0
0
13
3
20
16
22
24
3,81
267
1,7
7
7
0,9
22
13
-1
3
20
24
3,86
267
1,1
23
15
-1
3
24
и
4,03
274
392
В. А. ЗАМАРАЕВ
Число панелей Высота фермы. Строит, подъем. Радиус кривизны
10
. Н э 352 см 10. R 1 668
Таблица qj
L 20,5 м
Верхний пояс
С0
Й
со
р
р.
Нижний
ПОЯС
Решетка
Опорные
узлы
Расход
материалов
Нагрузка
Размеры
■
со
-1
ей
W
Нашивки
Гвозди
■
а
Ъ
h_
п
Число гвс дей
W
стЗ
П
О
н
0
W
О
Высота
Стыки
Ширина
Ширина
Толщина
В решетке
В узлах
я
S
Н
Врубки
Дерево
' ■ Сталь 3
15
3
20
78
0,1
15
4
10
4
10
14
15
1,45
74
0,4
7
0,15
15
37
10
1 4
15
1,45
74
0,2
15
14
5
15
j 1,56
75
20
18
86
0,2
15
5
10
6
12
16
15
1,67
89
0,5
7
4
0,25
15
46
10
6
15
1,67
89
0,3
15
12
7
15
1,76
90
20
4
18
109
0,2
15
6
55
10
6
12
16
16
1,68
99
0,6
7
0,3
15
13
8
16
1,76
101
0,4
15
15
9
16
1,81
101
26
к
133
30
0,2
15
7
64
12
8
12
18
17
1,80
115
ОД
7
0,3
15
12
8
17
1,80
115
0,4 '
16
13
10
18
1,;97
117
25
5
152
80
0,3
16
7
13
8
14
18
18
1,97
125
0,8
7
,
0,4
17
4
74
13
’ 9
19
2,00
128
0,5
18
15
11
20
2,09
129
30
125
73
0,3
17
8
83
14
10
14
20
20
2,24
140
0,9
7
oj
5
0,4
18
14
10
21.
2,28
140
0,5
19
15 '
12
22
2,32
144
25
К
178
132
0,4
15
11
о
10
3
12
12
18
17
2,69
169
1,0
6
6
0,5
15
10
1 -
3
14
17
2,69
169
и
0,6
16
U
10
3
14
17
2,71
170
25
5
196
146
0,5
17
12
о
10
1
1
3
14
14
18
19
2,76
182
1Д
6
6
0,6
17
10
-
1
1 3
16
19
2,76
184
0,7
18
10
1 -
,
3
16
19
2,81
184
25
5
216
160
0,6
18
13
о
10
_ j
1 _
3
16
14
18
20
2,82
195
1,2
6
6
0,7
19
13
3
18
21
3,03
200
0,8
20
13
3
18
22
3,08
200
30
г:
168
142
0,7
20
14
0
13
3
18
14
20
23
3,37
210
1,3
6
6
0,8
21
13
3
20
24
3,40
215
9
0,9
21
13
3
20
24
3,40
215
30
к
193
164
0,8
23
16
о
13
V 3
20
16
20
24
3,51
244
1,5
6
6
0,9
24
15
3
22
24
3,66
245
щ
1,0
25
и
15
- 1
3
24
25
3,71
250
30
5
206
159
0,8
1
22
10
о
13
3
20
16
24
23
4,05
277
1,7
7
7
0,н
23
15
3
22
24
4,23 '
283
1,1
24
15
-1
31
24
24
4,328
284
СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ
393
Число панелей. Высота фермы. Строит, подъем радиус кривизны
10
Н 370 см
11 R 1 746
Таблица 62
L 21,5 м
Верхний пояс
а
х
со
Нижний
пояс
Решетка
Опорные
узлы
Расход
материа
лов
Размеры
■
со
о
а
и
S
И
О
Ft
V
И
о
Нашивки
Гвозди
Нагрузка
а
Ь
п
Число гв дей
ei-
Е-
О
о
й
W
Стыки
Ширина
Ширина
Толщина
В решетке
В узлах
Тяжи
Врубки
Дерево
Сталь 3
20
4
20
0,1
15
7
10
5
10
14
15
1,50
75
0,4
6
79
0,15
15
39
1
10
-
5
15
1,50
75
0,2
15
10
5
15
1,50
75
20
4
20
97
0,2
15
к
10
1 6
12
16
16
1,76
93
0,5
7
0,25
Л
48
13
7
16
1,84
94
0,3
15
13
8
16
1,84
95
25
к
127 67
0,2
15
12
7
12
16
17
1,99
106
0,6
Т
0,3
15
58
12
8
17
1,99
107
0,4
15
13
10
18
2,05
108
25
5
149
78
0,2
15
7
13
8
14
18
18
2,03
125
0,7
7
0,3
16
68
13
8
18
2,07
125
0,4
17
13
10
19
2,10
129
30
124
74
0,3
17
8
78
15
9
14
20
20
2,37
139
0,8
7
5
0,4
18
15
9
21
2,41
1.9
0,5
19
15
12
22
2,43
144
30
5
140
83
0,3
18
8
88
де
- 1
1 ю
14
20
21
2,44
147
0,9
7
0,4
19
16
12
22
2,46
1-1
0,5
20
16
14
23
2,50
152
25
5
197
148
0,4
15
11
0
10
3
12
12
18
18
2,82
173
1,0
6
6
0,5
16
10
3
14
18
2,84
175
0,6
17
10
3
16
19
2,88
179
25
5
218
163
0,5
17
12
0
10
3
14
14
18
19
2,88
191
1,1
6
6
0,6
18
10
1
3
16
19
2,93
193
0,7
20
13
3
18
20
3,19
197
25
5
225
155
0,6
17
8
п
10
3
16
14
20
19
3,39
226
1,2
7
7
0,7
18
13
3
18
1Й
3,64
228
0,8
19
и
13
3
18
20
3,68
231
25
5
244
168
0,7
19
8
о
13
3
18
14
20
20
3,67
238
1,3
7
7
0,8
0
13
3
20
20
3,73
239
0,9
20
и
13
3
20
20
3,73
239
30
5
202
1с6
0,8
21
10
0
13
3
20
16
22
24
4,18
275
1,5
7
7
0,9
23
15
3
22
24
4,43
27
1.0
23
15
3
24
24
4,43
282
30
5
230
178
0,8
23
11
0
15
3
22
16
22
24
4,43
300
1,7
7
7
0,9
4
15
I
3
24
24
4,48
302
1.1
1
26
18
- I
3
20
26
4,79
307
394
В. А. ЗАМАРАЕВ
Число панелей. Высота фермы. Строит, подъем Радиус кривизны
10
Н 386 см
11 R 1 833
Таблица 63
L 22,5 м
Верхний пояс
Снеговая нагрузка
Нижний
пояс
Решетка
Опорные
узлы
Расход
материа
лов
Нагрузка
Размеры
1
со
Нашивки
Гвозди
а
Ъ
h
п
Число ГВ дей
Высота
Стыки
Ширина
Ширина
Толщина
В решетке
а
S
PQ
1
W
Е-
Врубки
Дерево
I
Сталь 3
20
4
20
84
0,1
15
4
10
5
10
14
15
1,82
79
0,4
7
0,15
15
- t
40
Ю
5
15
1,82
79
0,2
15
10
6
15
1,82
80
20
4
20
112
0,2
15
5
10
6
12
16
16
1,84
98
0,5
7
0,25
15
50
13
7
16
1,93
99
0,3
15
16
8
ljf
1,93
99
25 ' 5
144
77
0,2
15
5
12
7
12
18
17
2,07
114
0,6
7
0,3
15
60
12
8
17
2,07
115
0,4
15
13
ю
18
2,10
116
30
123
73
0,2
15
7
13
10
14
18
19
2,35
130
0,7
7
0,3
16
71
13
10
20
2,39
131
0,4
17
13
12
21
2,43
1Й
30
5
142
84
0,3
18
8
81
15
10
14
18
21
2,48
147
0,8
7
0,4
19
15
10
22
2,52
149
0,5
20
15
14
23
2,56
151
25
5
198
148
0,3
15
11
о
10
3
12
12
18
17
2,95
176
0,9
6
6
0,4
15
30
3
12
17
2,95
176
0,5
16
V
10
3
14
18
2,97
178
25
218
164
0,4
16
12
п
10
3
12
14
18
18
2,97
188
1,0
6
6
0,5
17
10
3
14
19
3,02
192
О
0,6
18
и
10
1
3
16
19
3,07
193
25
5
224
154
0,5
16
7
10
-
3
14
14
20
18
3,49
217
1.1
7
7
0,6
16
0
10
3
16
19
3,49
218
0,7
17
10
3
18
19
3,55
223
25
5
248
171
0,6
17
8
0
10
3
16
14
20
20
3,55
235
1.2
7
7
0,7
19
13
3
18
20
3,84
239
0,8
20
13
3
20
20
3,90
241
30
5
192
149
0,7
20
9
0
13
- 1
1
3
18
14
20
23
4,32
248
1.3
7
7
0,8
21
13
3
20
23
4,37
253
0,9
22
15
1
3
22
23
4,57
255
30
5
225
172
0,8
22
10
о
15
3
22
16
22
23
4,57
287
1.5
7
7
0,9
23
15
3
22
24
4,63
291
1.0
24
и
15
3
24
24
4,69
293
25
5
352
178
0,8
22
15
0
15
6
22
14
20
4,79
286
1.7
6
18
0,9
23
15
6
22
4,85
290
U
1 24
18 1
1 -
6
26
5,12
293
СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ
395
Число панелей. Высота фермы. Отроит, подъем. радиус кривизны
Ю
Н 404 см
f 12 R f 1 912
Таблица 64
L 23,5 М
Верхний пояс
Снеговая нагрузка
Нижний
пояс
Решетка
Опорные
узлы
Расход
материа
лов
Размеры
1
СП
Нашивки
Гвозди
Нагрузка
а
Ъ
h
п
Число ГВО Дей
Высота
В
в
о
Ширина
Ширина
Толщина
В решетке
В углах
I
н
Врубки
о
т
D
О.
О
и
со
л
CJ
Е-
О
20
4
22
92
од
15
4
42
10
5
10
14
1
15
1,89
82
0,4
7
0,15
15
10
5
15
1,89
82
0,2
15
10
. 6
15
1,89
83
2'
5
132
69
0,2
15
5
53
13
, 6
12
16
17
2,19
104
0,5
7
0,25
15
13
7
17
2,19
105
0,3
15
13
8
17
2,19
106
25
5
159
84
0,2
15
6
64
15
7
12
18
17
2,25
119
, 0,6
7
0,3
16
15
9
17
2,29
120
0,4
17
15
10
17
2,33
123
30
К
136
81
0,2
17
8
74
18
8
14
20
20
2,70
144
0,7
7
0,3
18
18
10
21
2,74
146
0,4
19
18
12
22
2,78
149
25
5
192
145
0,3
15
10
о
10
3
10
12
16
17
3,06
164
0,8
б
в
0,4
15
10
3
12
17
3,06
165
0,5
15
V
10
’ ;
3
14
17
3,06
166
25
5
216
164
0,3
15
11
п
10
. 3
12
12
18
18
3,07
181
0,9
6
6
0,4
16
10
3
12
18
3,11
181
0,5
17
V
10
3
14
19
3,10
186
30
176
152
0.4
17
12
о
10
3
14
14
18
20
3,50
199
1,0
6
б
5
0,5
18
10
3
16
21
3,55
200
0,6
18
10
3
16
21
3,55
200
30
5
192
166
0,5
18
14
о
10
3
16
14
20
21
3,57
220
1,1
6
6
0,6
19
10
3
18
22
3,62
224
0,7
20
13
3
20
23
3,86
226
30
5
212
182
0,6
22
15
0
13
4
18
14
20
23
3,96
237
1,2
6
6
0,7
22
13
-
4
20
23
3,96
’ 238
0,8
ЯЗ
15
4
22
24
4,08
243
30
5
212
166
0,7
20
9
0
13
■ 3
20
16
20
23
4,51
266
1,3
7
7
0,8
21
13
3
20
23
4,56
269
0,9
22
15
3
22
23
4,77
271
30
245
190
0,8
23
10
Л
15
3
22
16
22
24
4,83.
302
1,5
7
7
5
0,9
24
15
3
24
24
4,89
304
1,0
25
и
18
Т-
3
26
25
5,17
309
25
к
384
194
0,8
22
16
п
15
6
22
14
20
5,00
301
1,7
в
18
0,9
23
15
6
24
5,06
307
о
1,1
25
V
18
6
26
5,41
313
396
В. А. ЗАМАРАЕВ
Число панелей. Высота фермы. Строит, подъем. Радиус кривизны
10
Н 420 см
12 Д 1 995
Таблица
L 24,5 М
Верхний пояс
св
со
св
и
Нижний
пояс
Решетка
Опорные
узлы
Расход
материа
лов
Нагрузка
Размеры
со
Нашивки
Гвозди
а
Ь
А
Л
Число гво дей
ев
Я
о
и
в9 И О
Высота
Стыки
Ширина
Ширина
Толщина
В решетке
В узлах
1
Врубки
Дерево
1 Сталь 3
20
4
18
68
0,1
15
5
10
7
3,5
5
5
12
16
15
2,32
96
0,4
7
0,15
15
47
10
7
3,5
5
5
15
2,32
96
0,2
15
10
1
3,5
5
5
15
2,32
96
J
20
18
90
0,2
15
6
58
13
8
3,5
6
7
12
16
16
2,48
110
0,5
7
4
0,25
15
13
8
з,
6
7
16
2,48
110
0,3
15
13
8
3,5
6
7
16
2,48
110
25
5
119
63
0,2
15
7
10
7
3,5
7,5
8
14
18
17
2,53
135
0,6
7
0,3
15
70
10
7
3,5
7,5
8
17
2,53
135
0,4
15
13
8
3,5
7,5
9
17
2,69
135
25
5
141
74
0,2
17
Я
13
8
3,5
8
9
14
20
20
в,77
152
0,7
7
о,з
17
82
13
8
3,5
8
9
20
2,77
152
0,4
17
13
8
3,5
8
9
20
2,77
152
30
5
118
71
0,3
19
9
94
15
8
3,5
9,5
11
16
22
.23
3,19
179
0,8
7
0,4
19
15
8
3,5
9,5
11
23
3,19
179
0,5
21
15
8
3,5
9,5
11
23
3,27
181
30
5
132
79
А'
0,3
21
10
105
15
8
3,5
11
12
16
22
23
3,27
194
0,9
7
0,4
21
15
8
3,5
11
12
23
3,27
194
0,5
21
15
8
3,5
11
12
23
3,27
194
20
А.
54
164
0,4
16
8
Л
13
3
14
14
20
17
3,92
223
1
7
7
0,5
16
13
3
14
17
3,92
223
0,6
16
и
13
3
14
17
3,92
223
25
5
190
132
0,5
17
9
0
12
3
14
14
20
19
4,21
245
1,1
7
7
0,6
17
12
3
14
19
4,21
245
0,7
17
12
3
16
19
4,2 L
247
25
5
90Я
0,6
18
о
12
3
16
16
20
20
4,27
256
1,2
7
7
ио
145
0,7
18
о
12
3
16
20
4,27
256
0,8
19
и
13
3
18
20
4,39
262
25
5
226
157
0,7
20
10
0
13
3
16
16
22
22
4,45
283
1,3
7
7
. 0,8
20
13
3
18
22
4,45
285
0,9
21
13
3
20
22
4,51
т
30
5
188
147
0,8
22
12
п
13
4
20
16
24
25
5,00
321
1,5
7
7
0,9
22
13
4
20
25
5,00
321
1
1,0
23
и
15
4
22
25
5,24
326
25
5
296
147
0,8
21
17
п
13
6
20 j
1ft
5,16
317
1.7
6
18
0,9
21
13
6
20
_ 1
1U
22
5,16
317
1,1
22
V
15
6
24 1
. 5,40
321
СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ
397
гудело панелей Высота фермы. Строит, подъем. Радиус кривизны
12
Я 438 см.
13 R 2 073
Таблица 66
L 25,5 л
Верхний пояс
а
к
00
Нижний
пояс
Решетка
Опорные
узлы
Расход
материа
лов
Размеры
1
СО
04
1
Нашивки
Гвозди
Нагрузка
а
Ъ
1
п
Число гво дей
и
ее
л
и
о
и
о
в
о
Высота
g
О
Ширина
Ширина
Толщина
В решетке
В узлах
1
н
Врубки
о
п
D
Р
О
ч
' Сталь 3
20
4
20
од
15
К
10
7
3,5
5,5
6
12
16
15
2,42
100
0,4
7
73
0Д5
15
48
10
7
3,5
5,5
6
15
2,42
100
0,2
15
10
7
3,5
5,5
6
15
2,42
100
20
А
20
100
0,2
15
6
61
13
8
3.5
6,5
7
12
18
16
2,58
118
0,5
7
0,25
15
13
8
3,5
6,5
7
16
2,58
118
0,3
15
13
8
3,5
6.5
7
16
2,58
118
25
5
131
70
0,2
15
7
12
8
3,5
8
8
14
18
18
2,72
140
0,6
7
0,3
15
73
12
8
3,5
8
8
18
2,72
140
0,4
15
13
8
3,5
8
10
18
2,80
142
30
114
68
0,2
17
9
13
8
3,5
9
10
14
2П
21
3,17
162
0,7
7
К
0,3
17
13
8
3,5
9
10
21
3,37
162
0,4
17
оо
13
8
3,5
9
10
ли
21
3,17
162
25
5
162
124
0,3
16
и
о
14
3
12
12
18
18
3,80
181
0,8
6
6
0,4
16
14
3
12
18
3,80
181
0,5
17
14
3
12
19
3,86
184
20
4
30
0,3
15
7
12
3
12
14
18
17
3,92
219
0,9
7
7
210
0,4
15
о
12
3
12
17
3,92
219
0,5
15
12
3
12
17
3,92
219
25
5
190
133
0,4
16
8
0
12
3
14
14
20
17
4,29
223
1.0
7
7
0,5
1C
12
3
14
17
4,29
223
0,6
16
12
3
14
17
4,29
223
25
5
210
146
0,5
17
9
0
12
3
14
14
20
19
4,39
265
1Д
7
7
0,6
17
12
3
14
19
4,39
255
0,7
17
12
3
16
19
4,39
257
25
5
226
158
0,6
19
10
0
13
4
16
16
22
21
4,58
286
1.2
7
7
0,7
19
13
4
16
21
4,58
286
0,8
20
13
4
18
21
4,64
288
30
5
178
140
0,7
2JL
10
0
13
4
18
16
22
23
5,13
295
1.3
7
7
0,8’
21
13
4
18
23
5,13
295
0,9
22
13
4
20
24
5,20
297
30
207
162
0,8
23
12
0
13
4
20
18
24
25
5,27
341
1.5
7
7
UV
5
0,9
23
13
4
20
25
5,27
341
1,0
24
15
4
22
26
5,52
343
'Л
25
5
321
159
0,8
23
18
п
15
6
22
16
22
5,70
337
1.7
6
18
0,9
23
15
6
22
5,70
337
1.1
24
V
15
6
24
ллш
-
5,77
339
398
В. А. ЗАМАРАЕВ
Число панелей. Высота фермы. Строит, подъем. Радиус кривизны
12
Н 455 СМ
13 R 2 158
L 26,5 м
Таблица 67
Нагрузка
Верхний пояс
Снеговая нагруэка
Нижний
пояс
Решетка
Опорные
узлы
Расход
материа
лов
Размеры
Число гвоздей
Высота
О
Ширина
Нашивки
Гвозди
Н
Врубки
Дерево
о
ь
о
а
b
JL
п
Ширина
Толщина j
В решетке
I
PQ
0,4
7
20
4
22
80
0,1
15
5
51
10
7
3,5
6
6
12
16
15
2,52
110
0,15
15 V
10
7
3,5
6
6
15
2,52
110
'0,2
15
10
7
3,5
6
6
15
2,52
110
0,5
7
25
5
119
64
0,2
15
6
63
12
8
3,5
7,5
7
12
18
17
2,85
133
0,25
15
12
8
3,5
7,5
7
17
2,85
133
0,3
15
12
8
3,5
7,5
7
17
2,85
133
0,6
7
25
5
144
76
0,2
1
8
70
13
8
3,5
9
8
14
20
18
2,99
161
0,3
16
13
8
3,5
9
8
18
2,96
161
0,4
16
13
8
3,5
9
10
18
2,96
163
0,7
7
30
5
124
75
0,2
18
9
88
13
8
3,5
10
10
14
20
22,
3,35
182
0,3
18
13
8
3,5
10
10
22
3,35
182
0,4
18
13
8
3,5
10
10
22
3,35
182
0,8
7
7
20
4
33
190
0,3
15
7
0
12
3
12
14
18
16
4,09
224
0,4
15
12
3
12
16
4,09
224
0,5
15
12
3
12
16
4,09
224
0,9
7
7
25
5
ь
183
127
0,3
15
8
0
12
3
12
14
18
18
4,39
234
0,4
15
12
3
12
18
4,39
234
0,5
15
12
3
12
18
4,39
234
1,0
7
7
25
5
204
142
0,4
17
8
0
12
3
14
14
20
19
4,53
257
0,5
17
12
3
14
19
4,53
257
0,6
17
12
3
14
19
4,53
257
1,1
7
7
25
5
225
155
0,5
18
9
0
13
13
4
16
14
20
20
4,72
280
0,6
18
4
4
16
20
4,72
280
0,7
18
13
-
16
20
4,72
280
1,2
7
7
30
5
178
139
0,6
20
10
0
13
4
16
16
22
22
5,29
294
0,7
20
13
4
16
22
5,29
294
21
13
4
20
23
5,36
302
1,3
7
7
30
5
г
192
151
0,7
21
11
0
13
4
18
16
22
24
5,36
327
0,8
21
13
4.
20
24
5,36
329
0,9
22
15
4
22
24
5,62
331
1,5
7
7
30
5
222
173
0,8
24
13
0
14
4
20
18
24
5,92
371
0,9
24
15
4
22
5,92
374
1,0
25
15
4
24
6,09
379
1,7
6 ‘
18
25
5
352
173
0,8.
24
19
0
15
6
24
16
22
6,02
379
0,9
24
15
6
24
6,02
379
ЗвГ
1,1
25
18
6
26
6,39
СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ
399
Число панелей. Высота фермы. Строит, подъем радиус кривизны
12
Н 472 см
14 R 2 238 Таблица 68
Верхний пояс
св
X
со
Б
еЗ
Нижний
пояс
Решетка
Опорные
узлы
Расход
материа
лов
Размеры
1
со
Нашивки
Гвозди
Нагрузка
а
Ь
Zl
п
Число гво дей
cd
П
О
и
D
М
о
Высота
Стыки
Ширина
Ширина
Толщина
В решетке
В узлах
1
Н
Врубки
Дерево
со
►О
13
8
о
20
4
22
0,1
15
5
10
7
3,5
6,5
6
12
16
16
2,61
116
0,4
7
91
0,15
15
52
10
7
3,5
6,5
6
16
2,61
116
0,2
15
10
7
3,5
6,5
6
16
2,61
116
25
5
133
71
0,2
15
7
12
8
3,5
8
8
12
18
17
2,98
146
0,5
7
0,25
15
66
12
8
3,5
8
8
17
2,98
146
1
0,3
15
12
8
3,5
8
8
17
2,98
146
30
5
118
72
0,2
16
8
79
12
8
3,5
9,5
9
14
20
19
3,31
170
0,6
7
0,3
16
12
8
3,5
9,5
9
19
3,31
170
0,4
16
12
9
3,5
9,5
10
19
3,31
171
25
5
166
128
0,2
15
10
о
13
3
10
12
18
17
3,98
189
ОД
6
6
0,3
15
13
3
10
17
3,98
189
0,4
15
13
3
10
17
3,98
189
20
4
33
0,3
15
7
12
3
12
14
18
16
4,24
233
0,8
7
7
UU
215
0,4
15
0
12
3
12
16
4,24
233
0,5
16
12
3
12
16
4,31
233
25
5
199
139
0,3
16
8
о
12
3
14
14
20
18
4,63
251
0,9
7
7
0,4
16
12
3
14
18
4,63
251
0,5
16
12
3
14
18
4,63
251
25
С
222
155
0.4
17
9
о
12
4
14
14
20
20
4,73
277
1,0
7
7
0,5
17
12
4
14
20
4,73
277
V
0,6
17
V
12
4
16
20
4,73
279
25
5
243
170
0,5
19
10
о
13
4
16
16
22
21
4,99
309
1,1
7
7
0,6
19
13
4
16
21
4,99
309
0,7
19
V
13
4
18
21
4,93
311
30
5
193
151
0,6
20
10
о
13
4
18
16
22
23
5,48
316
1,2
7
7
0.7
20
13
4
18
23
5,60
316
0,8
21
и
4
20
23
5,60
321
30
5
209
164
0,7
22
11
0
13
4
18
16
24
24
5,62
344
1,3
7
7
0,8
22
13
4
20
24
5,62
346
0,9
23
15
4
22
25
5,90
352
25
5
334
165
0,8
22
17
0
15
6
20
16
22
6,08
350
1,5
6
18
0.9
22
15
6
22
6,08
352
1,0
23
15
6
24
6,16
358
30
5
276
144
0,8
24
19
0
15
6
24
16
22
6,83
379
1,7
6
18
0,9
24
15
6
24
6,83
379
й
25
18
G
26
7,20
385
400
J5. A. 3AMAPAEB
Число панелей. Высота фермы. Отроит, подъем. Радиус кривизны
и
Н 489 см
14 R 2 322 Таблица,
L 28,5 м
Верхний пояс
ctf
S
09
Нижний
пояс
Решетка
Опорные
узлы
Расход
материа
лов
Нагрузка
Размеры
со
О
и.
W
5
п
О
5
8
Нашивки
Гвозди
а
Ъ
Ь
п
Число гво дей
Высота
Стыки
Ширина
Ширина
Толщина
В решетке
В узлах
1
Ен
Врубки
Дерево
' Сталь 3
20
л
22
103
0,1
15
6
55
12
8
3,5
7,5
6
12
16
16
2,84
126
0,4
7
0,15
15
12
8
3,5
7,5
6
16
2,84
126
0,2
15
12
8
3,5
7,5
6
16
2,84
126
25
5
143
77
0,2
15
7
12
8
3,5
9
8
14
18
18
3,08
156
0,5
7
0,25
15
68
12
8
3,5
9
8
18
3,08
156
0,3
15
12
8
3,5
9
8
18
3,08
156
30
5
128
77
0,2
17
8
82
13
8
3,5
10
9
14
20
20
3,49
177
0,6
7
0,3
17
13
8
3,5
10
9
20
3,49
177
0,4
17
13
8
3,5
10
10
20
3,49
179
20
4
33
199
0,2
15
0
12
3
10
12
18
16
4,35
214
0,7
7
7
0,3
15
о
12
3
10
16
4,35
214
0,4
15
12
3
10
16
4,35
214
25
5
190
134
0,3
15
7
12
3
12
14
18
17
4,60
233
0,8
7
7
0,4
15
о
12
3
12
17
4,60
233
0,5
16
j
12
3
14
17
4,67
235
к 5
215
150
0,3
16
8
о
12
4
14
14
20
19
4,68
262
0,9
7
7-
5
0,4
16
12
4
14
19
4,68
262
0,5
16
12
4
14
19
4,68
262
1
.
25
5
238
166
0,4
18
9
0
г 13
4
16
14
20
20
5,07
284.
1,0
7
7
0,5
18
13
4
16
20
5,07
284
0,6
18
13
4
16
20
5,07
284
30
5
191
141
0,5
19
10
о
13
4
16
16
22
22
5,60
310
М
7
7
0,6
19
13
4
16
22
5,60
310
0,7
19
13
1 18
22
5,60
312
30
5
208
163
0,6
21
11
о
14
5
18
16
22
23
5,85
339
1,2
7
7
0,7
21
14
5
18
23
5,85
339
0,8
22
14
5
20
и и
23
5,92
341
25
314
155
0,7
20
15
о
14
6
20
14
20
6,07
315
1.3
6
18
5
0,8
20
14
6
20
6,07
315
0,9
21
15
1
6
22
6,22
327
25
360
178
0,8
23 ,
18
0
15
6
22
16
22
6,38
372
1,5
6
18
5
0,9
23
15
6
22
6,38
372
1,0
24
15
6
24
6,46
374
30
5
296
154
0,8
25
20
16
6
24
16
24
7,23
408
1.7
6
18
0,9
25
0
16
6
24
7,23
408
1Д
26
18
6
28
7,52
413
СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ
401
Число панелей. Высота фермы. Строит, подъем радиус кривизны
14
Я 507 см
f 15 й 2 398
7 аблица 70
L 29,5 м
Верхний пояс
св
й
00
Нижний
пояс
Решетка
Опорные
1 УЗЛЫ
1
Расход
материа
лов
Размеры
о
и
св
Нашивки
Гвовди
Нагрузка
а
Ь
А
71
Число
гвоздей
щ
св
а
2
£
И
о
12 О '
о
Я
ре
И
О
св
т
Н
а
в
а
св
И
Я
а
1st
в
Толщина
В решетке
8
р
со
9
я
н
Н
К
о
Q.
00
о
са
о
а,
аэ
со
А
В
ев
fc-
О
20
4
20
69
0,1
15
6
55
10
7
3,5
6
5
12
16
15
2,90
119
0,4
7
0,15
15
10
7
3,5
6
5
15
2,90
119
0,2
15
10
7
3,5
6
5
15
2,90
119
25
5
106
56
9,2
15 ’
7
68
12
8
3,5
7
7
14
18
17
3,30
148
0,5
7
0,25
15
12
8
3,5
7
7
17
3,30
148
0,3
15
12
8
3,5
7
7
17
3,30
148
25
5
127
67
0,2
16
8
82
12
8
3,5
8
8
14
20
18
3,44
168
0,6
7
0,3
16
12
8
3,5
8
8
18
3,44
168
0,4
17
12
8
3,5
8
8
18
3,49
170
30
Б
110
66
0,2
17
10
95
13
8
3,5
9,5
9
16
22
20
3,79
203
0,7
7
0,3
17
13
8
3,5
9,5
9
20
3,79
203
0,4
18
13
8
3,5
9,5
9
21
3,85
203
20
4
30
160
0,3
15
7
0
12
3
10
14
18
16
4,71
230
0,8
7
7
0,4
15
12
3
10
16
4,71
230
0,5
15
12
3
12
16
4,71
232
25
к
162
115
0,3
15
8
о
12
3
2
14
20
18
5,04
253
0,9
7
7
0,4
15
12
3
12
18
5,04
253
О
0,5
16
12
3
12
19
5,12
253
25
5
180
127
0,4
17
9
о
12
3
12
14
20
20
5,23
277
1,0
7
7
0,5
17
12
3
12
20
5,23
277
0,6
18
12
3
14
21
5,31
279
25
5
198
139
0,5
19
10
о
12
3
14
16
22
21
5,35
309.
1Д
7
7
0,6
19
12
3
14
21
5,35
309
0,7
19
12
3
16
21
F,35
311
30
5
158
125
0,6
20
11
о
13
4
16
16
22
24
6,05
330
1,2
7
7
0,7
20
13
4
16
24
6,05
330
0,8
21
13
4
18
24
6,12
335
30
5
172
137
0,7
21
12
0
13
4
16
18
24
25
6,12 I
360
1,3
7
7
0,8
22
13
4
18
25
6,20 j
362
0,9
23
13
4
20
25
. 6,i7
368
25
5
272
133
0,8
22
18
0
14
6
18
16
22
6,60
355
1,5
6
18
0,9
22
14
6
18
6,69
55
1,0
23
14
6
20
6,68
361
30
5
225
115
; 0,8
24
20
о
15
6
20
16
24
7,51
309
1,7
6
18
0,9
24
15
6
20
7,51
309
1.1
25
V
15
6
22
1
7,59
395
402
В А. ЗАМАРАЕВ
Число панелей Высота фермы. Строит, подъем. Радиус кривизны
14
Н 523 см
15 R 2 484
Таблица 71
L 30,5 м
Верхний пояс
а
к
00
р
Нижний
пояс
Решетка
Опорные
узлы
Расход
материа
лов
Нагрузка
Размеры
М
Нашивки
Гвозди
а
Ь
А
п
Число
гвоздей
ей
В
О
сЗ
Н
и
Высота
Стыки
Ширина
Ширина
Толщина
В решетке
В узлах
Н
Врубки
Дерево
; Сталь 3
20
77
од
15
6
57
12
8
3,5
6
5
12
16
3,16
123
0,4
7
20
4
0,15
15
12
8
3,5
6
5
16
16
3,16
123
0,2
15
12
8
3,5
6
5
16
3,16
123
25
5
115
62
0,2
15
7
12
8
3,5
7,5
7
14
18
17
3,42
155
0,5
7
0,25
15
71
12
8
3,5
7,5
7
17
3,42
155
0,3
15
12
8
3,5
7,5
7
17
3,42
155
-
30
5
103
63
0,2
16
8
85
12
8
3,5
9
8
14
20
20
3,79
177
0,6
7
0,3
16
12
8
3,5
9
8
20
3,79
177
0,4
17
13
8
3,5
9
9
21
3,89
180
30
5
120
72
0,2
18
10
99
13
8
3,5
10
9
16
22
22
3,97
210
0,7
7
0,3
18
13
8
3,5
10
9
22
3,97
210
0,4
19
13
8
3,5
10
9
23
3,99
213
20
4
30
182
0,3
15
8
о
12
3
10
14
18
17
4,88
245
0,8
7
7
0,4
15
12
3
10
17
4,88
245
0,5
15
12
3
12
17
' 4,88
248
25
к
174
122
0,3
16
8
о
12
3
12
14
20
19
5,30
261
0,9
7
7
0,4
16
12
3
12
19
5,30
261
V
0,5
16
12
3
12
19
5,30
261
25
5
193
136
0,4
17
9
о
12
3
14
16
22
20
5,41
298
1,0
7
7
0,5
17
12
3
14
20
5,41
298
0,6
18
12
3
14
20
5,49
, 298
25
5
213
151
0,5
19
10
п
14
4
14
16
22
22
5,79
321
1Д
7
7
0,6
20
14
4
14
22
5,87
321
0,7
20
V
14
4
16
22
5,87
323
30
170
135
0,6
21
11
п
14
4
16
16
24
24
6,47
348
1.2
7
7
R
0,7
21
14
4
16
24
6,47
348
V
0,8
22
14
4
18
24
6,54
. 350
30
5
184
14.fi
0,7
22
12
о
14
4
18
18
24
25
6,54
171
1,8
7
7
0,8
23
14
4
18
25
6,62
375
0,9
24
V
14
-г-
4
20
26
6,70
377
25
к
293
142
0,8
23
18
0
15
6
18
16
22
7,03
368
1,5
6
18
0,9
23
15
6
20
7,03
371
9
1,0
24
15
6
20
7Г12
371
80
5
242
123
0,8
25
21
0
15
6
22
16
24
7,85
428
1,7
в
18
0,9
25
15
6
22
7,85
428
1.1
26
15
6
24
7,93
430
СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ
403
404
В. А. ЗАМАРАЕВ
Число панелей Высота фермы. Строит, подъем. Радиус кривизны
14
. Н 557 ем
16
. R 2 648
Таблица 7
L 32,5 At
Верхний пояс
ев
Й
£0
Р,
Нижний
пояс
Решетка
Опорные
узлы
Расход
материа
лов
Нагрузка
Размеры
н
d
М
Нашивки
Гвозди
а
Ъ
Л
п
Число
гвоздей
W
aS
m
О
Ен
О
W
О
Высота
Стыки
Ширина
Ширина
Толщина
В решетке
S
к
PQ
Тяжи
Врубни
Дерево
Сталь 3
20
22
ОД
15
6
12
8
3,5
7,5
6
12
18
16
3,38
137
0,4
7
4
92
0,15
15
60
12
8
3,5
7.5
6
16
3,38
137
0,2
15
12
8
3,5
7,5
6
16
3,38
137
25
5
134
0,2
15
8
12
8
3,5
8,5
7
14
18
18
3,65
167
0,5
7
73
0,25
15
75
12
8
3,5
8,5
7
18
3,65
167
0,3
15
12
8
3,5
8,5
7
18
3,65
167
30
5
120
74
0,2
17
9
90
13
8
3,5
10,5
9
14
20
21
4,18
.200
0,6
7
0,3
17
13
8
3,5
10,5
9
21
4,18
200
0,4
18
13
8
3,5
10,5
9
22
4,24
200
20
4
33
177
0,2
15
7
12
3
10
14
18
16
5,19
289
0,7
7
7
0,3
15
0
J2
3
10
16
5,19
239
0,4
15
12
3
10
16
5,19
239
25
5
174
124
0,3
15
8
0
12
3
12
14
20
18
5, Б
260
0,8
7
7
0,4
15
12
3
12
18
5,56
260
0,5
16
к
12
3
12
18
5,64
260
25
5
193
141
0,3
17
9
0
12
-
4
12
14
20
19
5,76
290
0,9
7
7
0,4
17
12
4
12
19
. 5,76
290
0,5
17
12
4
12
19
5,76
290
25
5
221
156
0,4
18
10
о
13
4
14
16
22
21
5,98
3S4
1.0
7
7
0,5
18
13
4
14
21
5,98
324
0,6
19
13
4
14
21
6,03
327
30
5
177
140
0,5
20
11
о
14
-
4
16
1
16
99
г
24
6,80
342
1,1
7
7
0,6
20
Н
4
16
24
6,80
342
0,7
21
14
4
16
ае
24
6,88
347
30
к
198
153
0,6
22
12
о
14
4
16
18
24
25
6,96
375
1.2
7'
7
0,7
22
14
4
16
25
6,96
375
и
0,8
23
14
4
18
25
7,05
381
25
5
288
139
0,7
21
17
о
15
6
18
16
22
7,31
356
1,3
6
18
0,8
22
15
6
18
7,41
356
0,9
23
15
6
20
7,49
362
30
5
243
124
0,8
23
20
0
15
6
20
16
24
8,18
401
,5
6
18
0,9
24
15
Р
20
8,27
401
1,0
1
25
15
6
22
8,36
408
25
5
359
197
0,8
24
13
0
15
6
24
18
24
8,93
468
1.7
7
21
0,9
24
15
6
24
8,93
468
1Д
26
18
6
26
9,61
475
СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ
405
406
В. А. ЗАМАРАЕВ
Число панелей. Высота фермы Строит, подъем. Радиус кривизны
14
. Я 692 см 17 . R 2 806
Таблица 76
L 34,5 л
Верхний пояс
cS
X
00
Нижний
пояс
Решетка
Опорные
узлы
Расход
материалов
Нагрузка
Размеры
сЗ
Нашивки
Гвозди
а
Ъ
П
Число
гвоздей
се
О
Рн
Ф
W
о
Высота
Стыки
Ширина
Ширина
Толщина
В решетке
В узлах
Тяжи
Врубки
Дерево
Сталь 3
25
5
124
67
0,1
15
6
64
12
8
3,5
7,5
6
12
17
3,85
150
0,4
7
0,15
15
12
8
3,5
7,5
6
18
17
3,86
150
0,2
15
12
8
3,5
7,5
6
17
3,85
150
30
5
116
71
0,2
15
8
80
13
8
3,5
10
8
14
20
19
4,29
189
0,5
7
0,25
15
13
8
3,5
10
8
19
4,29
189
0,3
16
13
8
3,5
10
8
20
4,35
189
20
4
0,2
15
7
12
1
3
10
12
18
16
5,51
232
0,6
7
7
167
0,3
15
0
12
3
10
16
5,51
232
0,4
15
12
3
10
16
5,51
232
25
5
176
124
0,2
15
8
0
12
3
10
14
18
18
5,90
253
0,7
7
7
0,3
15
12
3
10
18
5,90
253
0,4
15
12
3
10
18
5,90
253
25
5
202
142
0,3
16
9
0
13
4
12
14
20
19
6,17
2У9
0,8
7
7
0,4
16
13
4
12
19
6,17
299
0,5
17
13
4
12
19
6,26
302
25
С
227
161
0,3
18
10
о
13
4
14
16
22
21
6,35
327
0,9
7
7
0,4
18
13
4
14
21
6,35
327
9
0,5
18
13
4
14
21
6,35
327
30
к
185
147
0,4
20
и
о
14
4
16
16
22
23
7,21
346
1,0
7
7
0,5
20
14
4
16
23
7,21
346
9
0,6
21
14
4
16
23
7,30
350
30
г;
203
1fi2
0,5
22
12
п
14
5
16
16
24
25
7,39
380
1Д
7
7
0,6
23
14
5
16
25
7,47
385
О
0,7
23
V
14
5
18
25
7,47
387 -
25
5
ЯП4
0,6
21
17
п
16
6
18
16
7,89
365
1.2
6
18
UVT
147
0,7
22
16
6
18
7,99
365
0,8
23
и
16
6
20
8,09
387
25
5
330
159
0,7
23
18
п
16
6
18
16
22
8,07
387
1.3
6
18
0,8
24
16
6
20
8,17
390
0,9
25
и
16
6
22
8,27
396
30
5
278. 142
0,8
25
21
17
6
22
18
24
9,14
438
1,5
6
18
0,9
26
ei
0
17
6
22
9,24
438
1.0
26
17
6
24
9,24
440
30
294
0,8
25
14
17
6
24
1Я
10,8
494
1,7
7
21
5
1fi2
0,9
25
п
17
6
24
хо
24
10,8
494
1Д
26
18
6
28
П.1
499
ТРЕХШАРНИРНЫЕ АРКИ ИЗ ТРЕУГОЛЬНЫХ ФЕРМ
407
Инж. Л. К. ВОЙПЕХОВСЕИЙ ХШ. ТРЕХШАРНИРНЫЕ АРКИ ИЗ ТРЕУГОЛЬНЫХ ФЕРМ
подкосов, раскрепляющих узлы нижнего сжатого пояса относительно прогонов кровли
2 Расчет
Ниже приведены длины и усилия стержней ферм с шарниром в середине пролета в функции от высоты, количества панелей и уклона верхнего пояса фермы табл. 1 и 2.
Обозначения:
п число панелей во всей ферме; т.порядковый номер стержня стойки, раскоса, верхнего или нижнего пояса при отсчете от середины пролета по фиг. 2;
а y отношение высоты h0 на опоре
к пролету L, уменьшенному на расстояние А между центрами пересечения поясов в каждой полуарке, т. е. I L Л фиг. 2;
Р у отношение высоты h точки пересечения поясов полуарки к пролету Z, уменьшенному на расстояние А между этими точками фиг. 2.
Для узловых грузов принимаются следующие обозначения:
1. Общая характеристика трехшарнирных
арок
1 Отличительные особенности
Трехшарнирные арки из треугольных ферм могут быть как двускатными, так и односкатными фиг. 1 и допускают устройство подвесного потолка. Распор системы погашается либо затяжкой либо непосредственно опорами, рассчитанными на воспринятие его. Трехшарнирные арки описываемой ниже конструкции 1 применяются с 1929 г. для перекрытий цехов промышленных сооружений. Испытание их пробными нагрузками и практика эксплоатации позволяют рекомендовать эту систему в тех случаях, когда требуемое очертание кровли совпадает с очертанием ферм.
Преимущества рассматриваемой конструкции перед балочными фермами того же очертания определяются в ос-
Фиг. 1. Основные типы новном следующим:
арок а Однозначность уси
лий в элементах решетки каждой полуарки при временной нагрузке, что имеет существенное вначение при конструировании узлов. В балочных фермах полигонального очертания в части элементов решетки при одностороннем 8агружении возникают, как известно, усилия переменного энака.
б Усилия в элементах решетки невелики, что облегчает экономичное конструирование увлов на любых соединениях.
в Стержни ферм работают преимущественно на сжатие ва исключением стоек, в которых возникают незначительные растягивающие усилия. Отсутствие больших растягивающих усилий повышает относительную надежность этой конструкции по сравнению с балочными фермами, так как пороки древесины и дефекты выполнения меньше сказываются на прочности сжатых элементов.
г Затяжка работает в основном на растяжение, местный изгиб возникает только от собственного веса самой ватяжки как в неразрезной балке на опорах-подвесках. Дополнительные напряжения, аналогичные тем, которые имеют место при деформациях балочных ферм где растянутый пояс изгибается в результате прогиба у8лов, могут быть исключены путем подтяжки подвесок при эксплоатации арочной фермы.
д В отличие от ферм балочного типа в средней части пролета отсутствуют загромождающие пространство под кровлей раскосы и стойки.
Один из недостатков арочных ферм заключается в том, что они требуют обязательного пространственного раскрепления нижних сжатых поясов полуарок. Это раскрепление достигается либо раэвязкой каждой пары ферм в узлах между собой фиг. 17 и 27 либо устройством специальных
Предложенные впервые автором.
Нагругка
Верхняя
Нижняя
Суммар
ная
Постоянная.
Gh
G
Временная.
Ре
Рн
Р
Qe
Qh
Q
Таблица 1
Формулы для вычисления длин стержней в долях длины
панели
Наименование
стержней
Длина
Верхний пояс
se Vd V14 0-а2 d
0
Нижний пояс
8H kH-dV l4S2.d
2
Раскосы.
tp kyd YlHamP-d
3
Стойки.
c fcc-d ■ 2 amd
4
Разница усилий в панелях: верхнего пояса:
нижнего пояса:
■£
12
13
Приведенные формулы длин и усилий применимы как для двускатных, так и для односкатных ферм.
В целях уменьшения усилий в стержнях выгодно задаваться возможно большими высотами фермы как на опоре, так и в середине пролета.
408
Л. К. ВОЙЦЕХОВСКИЙ
Таблица S
Формулы поя определения усилий в етеряснях
Наименование стержней
Усилие
Примечание
Верхний пояс n8am-‘-Q 5
j
Нижний пояс С-жс-1рЬ 6
В полупролете, не загруженном переменной нагрузкой
ел
В полупролете, загруженном переменной нагрузкой
тг1
При нагрузке на всем пролете
Раскосы 1sr-Q-ftp 9
Стойки Q Qh 10
TjT-Q 11
Таблица 3
Углы между стержнями
Пояс
Узлы
Полуарка 1, углы
Полуарка II, углы
а
Р
У
а
Р
У
2
2б3Г
5945
4138'
5308'
4
3503'
Б012'
5412'
4034
Верхний.
6
94в46'
4232'
4243'
8Se14'
6230'
32i6'
8
4822'
3652'
6813'
2633'
10
5258'
3216'
7218'
2228'
3
1149'
5924
1826'
5308'
6
2122'
5012'
3100'
4034'
Нижний. ,
7
10826'
2851'
4243'
10826'
3918'
3216'
9
3442'
3652'
4501'
2633'
11
3917'
3216
4906'
2228'
Руководствуясь общими соображениями о выборе высоты ферм, принимаем высоту в середине
Фиг. 2. Схемы полуарок
пролета фермы he I фиг. 2. Высота фермы на опоре при заданной высоте в середине пролета
Таблица 4
Длина стержней в есях
Наименование
стержня
- Полуарка I
Полуарка II
Верхний пояс.
_
1,00352
1,0035d
Нижний пояс.
1,05402
1,05402
г
2- 3
1,1582
1,2504
4- 5
1,3022
l,5S7d
Раскосы.
6- 7
1,4742
1,873d
8- 9
l,667d
2,236d
10-11
1,8732
2,61d
2- 1
0,252
0,417d
4- 3
0,502
0,833d
Стойки.
6 5
0,752
l,250d
8- 7
1,002
1,667d
1
10- 9
1,252
2,083d
ТРЕХШАРНИРНЫЕ АРКИ ИЗ ТРЕУГОЛЬНЫХ ФЕРМ ' ;. 4Ф9
определяется минимальным уклоном кровли. При рулонных кровельных материалах рубероид, толь и их производные вполне достаточен Уклон около 5 или 1 :12, которому при he 1, I соответствует высота на опоре h0 х I. Необходимо отметить, что при определенном hjl независимо от числа панелей соотношение длин всех стержней между собой и углы между отдельными стержнями остаются постоянными, что весьма упрощает составление расчетных таблиц и содействует максимальной типизации элементов.
Ниже приводятся таблицы углов между стержнями, их длин и усилий при hc 1e I и h0 s 1д I наиболее часто встречающихся на практике для двускатных и односкатных ферм фиг. 2.
Таблица 5
Усилия в затяжках ■ величина опорных реакций в долях узловых грузов
Число
панелей
Опорные, реакции
Распор усилие 8атяжки
Односторонн.
нагрузка
Полная
нагрузка
RARB
Однсь
сторонн.
йгрузка
Я
Полная
нагрузка
Я
4
1,00
0,50
1,50
1,50
3,00
6
1,75
0,75
2,50
2,25
4,50
8
2,50
1,00
3,50
3,00
6,00
10
3,25
1,25
4,50
3,75
7,50
12
4,00
1,50
550
4,50
9,00
Примечание. Усилия в затяжках и величины опорных реакций не зависят от очертания верхнего пояса фермы.
Таблица 6
Усилия в стойках и раскосах
Стойки
I Раскосы
стер
жней
Полуарки I и II
I
стер
жней
Полуарка I
Полуарка II
2-1
4 3
6 5
8-7
10-9
0,500 Q Qw
1.000 Q QM 1,500 Q Qh
2.000 Q Qu
2 3 4- 5 6- 7 8- 9 10-11
-2,315 Q 2,603 Q 2,949 Q -3,333 Q -3,745 Q
1,500 Q -1,844 Q 2,248 Q 2,663 Q 3,138 Q
Примечание. При нумерации стержней согласно фиг. 2 усилия в стойках и раскосах от числа панелей не зависят.
Ив табл. 8 видно, что в части стержней нижнего пояса в ближайших к шарнирному коньковому узлу могут возникать усилия переменного знака в зависимости от соотношения между постоянной и временной нагрузками.
В некоторых случаях помимо равномерно распределенных нагрузок на фермы передаются отдельные сосредоточенные грузы в виде подвешенных к ним монорельсов, блоков и т. п. Для определения усилий в стержнях фермы от таких нагрузок удобнее всего пользоваться линиями влияния.
3 Конструирование ферм
Независимо от числа панелей фермы конструируются совершенно одинаково. Полное подобие имеет место как в конструкции уэлов, так и в
1 Построение линий влйяния для трехшарнирных арок см. том II, стр. 307.
соотношении длин отдельных элементов, обозначенных одними и теми же номерами. Поэтому например десятипанельная ферма превращается в восьмипанельную отбрасыванием в каждой полуарке одной крайней панели.
При подборе сечений следует применять исключительно узкие доски шириной 13 16 19 см, что предохраняет конструкцию от появления трещин при усушке леса, весьма частых при широких досках. Как правило, в одной ферме должно быть применено не более трех сортаментов досок или брусьев. Если кроме того ширину досок назначить одинаковой, то для всей фермы может быть использован единый шаблон для разметки гвоздей, болтов, нагелей и т. д.
Трехшарнирные арки допускают рациональное устройство нешироких коньковых продольных фонарей беэ изменения расчета и конструкции самих ферм.
Наиболее рациональная конструкция этих арок получается при следующих узловых сопряжениях в порядке предпочтения:
а на зубчатых кольцевых шпонках;
б с вкладышами в сочетании с металлическими тяжами вкладыши на болтах, гвоздях, нагелях;
в то же, в сочетании с деревянными стойками;
г на гладких кольцевых шпонках;
д на ножничных врубках.
Таким образом в отношении типа узловых сопряжений эта система может считаться универсальной.
4 Результаты испытаний трехшарнирных арок
До сего времени было проведено всего три испытания арок рассматриваемой системы.
Анализ результатов этих испытаний позволяет сделать следующие обобщающие выводы:
1. Арки обладают повышенной жесткостью по сравнению с балочными полигональными фермами.
2. Применение трехлобовых врубок не сказывается отрицательно на жесткости фермы, что говорит о возможности достаточно плотного выполнения этих сопряжений.
3. Жесткость и малые деформации в основном зависят от конструкции опорного уела и его деформации. Даже незначительные деформации опорного узла вызывают очень большие прогибы конькового узла.
4. Арка требует кровли повышенной жесткости или иного эквивалентного ей раскрепления верхнего сжатого пояса, так как обладает меньшей пространственной жесткостью, чем балочные фермы.
5. Благодаря повышенной вертикальной жесткости арка может быть рекомендована для покрытий с подвешенными к ним монорельсовыми путями, электроталями и т. д.
2. Трехшарнирные арки на дубовых или березовых нагелях
Трехшарнирные арки на дубовых или березовых нагелях могут применяться как в еднопролетных, так и в многопролетных сооружениях при различных схемах фонарей для покрытия производственных помещений, в которых имеют место выделение газов, паров или другие воздействия, вредные для металла.
я См. фиг. 2.
410
Л. К. ВОЙЦЕ ХОВСКИЙ
Таблица 7
Усилия в стержнях верхнего пояса
Полуферма
М
Число панелей
стержней
4
6
8
10
12
I
0-1 2-4 4 в
в- 8 8 10
-2,007 Q
4,014 Q 2,007 Q
-6,021 Q -4,014 Q -2,007 Q
8,028 Q 6,021 Q 4,014 Q
2,007 Q
10,036 о
8,028 Q
6,021 Q
4,014 Q
2,007 Q
П
0- 2 2 4 4 6 68 8-10
-1,204 Q
-2,408 Q 1,204 Q
-3,611 Q -2,408 Q -1,204 Q
4,816 Q 3,612 Q -2,408 Q 1,204 Q
6,020 Q
4,816 0
3,612 Q
2,408 Q
1,204 Q
Примечание. Усилия в стержнях верхнего пояса, так же как и усилия в стойках и раскосах одной из полуарок, получают свои максимальные значения при полной ее загрузке и совершенно не зависят от способа и величины вагрузки другой полуарки.
Таблица 8
Усилия в стержнях нижнего пояса
Полуарка
м
стержней
Число панелей
4
6
8
10
12
1,054 G
-0,527 G
0
0,527 G
1,054 G
0-3
0,527 Р
1,844 Р
3,162 Р
4,480 Р
5,797 Р
-1,581 Р
2,372 Р
-3,162 Р
3,953 Р
4,743 Р
-2,635 G
-2,108 G
-1,581 G
-1,054 G
8 5
0,264 Р
1,054 Р
2,37 Р
3,689 Р
2,372 Р
-3,162 Р
-3,953 Р
4,743 Р
4,216 G
-3,689 G
3,162 G
I
5-7
-1,054 Р
0,264 Р
1,581 Р
-3,162 Р
3,953 Р
-4,743 Р
-5,797 G
5,270 G
7-9
1,845 Р
-0,527 Р
-3,953 Р
-4,743 Р
-7,378 G
9-11
2,635 Р
-4,743 Р
А 4
1,897 G
2,213 G
-2,530 G
2,846 G
-3,162 G
и О
0,316 Р
0,159 Р
0,632 Р
1,107 Р
1,581 Р
-1,581 Р
2,372 Р
-3,162 Р
3,953 Р
-4,743 Р
-3,478 G
3,794 G
-4,111 G
-4,427 G
3-5
-1,106 Р
0,632 Р
-0,158 Р
0,316 Р
-2,372 Р
3,162 Р
-3,953 Р
-4,743 Р
-5,059 G
-5,375 G
-5,692 G
П
5-7
1,897 Р
1,422 Р
0,919 Р
-3,162 Р
-3,953 Р
-4,743 Р
-6,641 G
6,956 G
7 9
-2,688 Р
2,213 Р
3,953 Р
4.74Р
-8,221 G
9-11
__
-3,478 Р
-4,743 Р
Примечание. В табл. 8 каждому стержню соответствуют три строки: первая дает усилие от постоянной нагрузки G по всему пролету арки, вторая усилие от временной нагрузки Р на полуарке, содержащей данный стержень, й третья усилие от временной нагрузки Р на соседней полуарке.
ТРЕХШАРНИРНЫЕ АРКИ ИЗ ТРЕУГОЛЬНЫХ ФЕРМ
411
Таблица 5
Разница усилий в смежных панелях поясов
Свчения берхнего лса
Верхний пояс Нишний пояс
Полуарка
Полуарка
II
2,007 Q 2,108 Q
1,204 Q 1,265 Q
1 Материалы
Арка требует применения вое душно-сухой древесины влажностью не более 18. Допускается применение как сосновых, так и еловых досок. Доски, как правило, могут быть нестрогаными. Для изготовления ферм следует назначать древесину марки I, отбирая лучшую для эатяжки и стоек, а также для опорных брусков и коньковой доски. Качество материалов определяется ОСТ 7099. Ввиду того что трехшарнирные арки конструируются обычно иэ досок малой ширины, разрешается собирать фермы ив досок несколько повышенной влажности до 23 при условии принятия мер против увлажнения фермы в процессе сборки; предполагается, что процент влажности понизится во время сборки и установки и в первый период эксплоатации до полного вагружения ферм. Сказанное не распространяется на узловые вкладыши, опорные бруски и нагели, влажность которых к началу сборки не должна превосходить 18.
Все элементы фермы, которые в процессе эксплоатации могут подвергаться увлажнению или вентилирование которых затруднено например опорные углы, а также березовые нагели легко подвергающиеся загниванию обязательно должны быть пропитаны антисептиком.
Диаметр нагелей для всей фермы может быть назначен один. Болты можно применять двух диаметров.
2 Пролеты и нагрузки
Трехшарнирные арки на нагелях могут быть применены для пролетов от 10 до 30 л при нагрузках от 600 до 1200 кгпог. м.
Число панелей может меняться от 4 до 12 и длина панели от 2 до 3 м.
При пролетах до 20 м наиболее часто применяется восьмипанельная схема и при пролетах более 20 и десятипанельная.
3 Конструкции узлов и стержней
а Пояса
Пояса сечением иэ двух досок должны быть усилены в некоторых панелях третьей средней доской, а в панели, примыкающей к коньку, сплошными прокладками фиг. 3 и 4. Отдельные ветви поясов скрепляются между собой прокладками на нагелях. В каждой прокладке обязательна постановка стяжного болта. На-
Фш 3. Конструкция стержней арки на нагелях
Г -71 7
Пл, накладок ЦШ
Лодбеска JL if
nfrnr:
UjJLiiLi.dS
Пл. cmoef 1
л
Условно Щшюгрпл обозначение
IШ1
Фиг. 4. Монтажные схемы арки на нагелях
412
Л. К. ВОЙЦЕХОВСКИЙ
ТРЕХШАРНИРНЫЕ АРКИ ИЗ ТРЕУГОЛЬНЫХ ФЕРМ
413
гели рассчитываются на силу сдвига, возникающую в швах' стержня составного сечения при продольном изгибе. Болт в расчет не вводится. Прикрепление узловых вкладышей должно быть рассчитано как на силу сдвига при продольном изгибе, так и на разность усилий в смежных панелях поясов.
б Раскосы
Раскосы могут быть выполнены:
а из двух досок на прокладках;
б из целого бруска.
Каждому из вариантов присущи свои недостатки: раскос из целого бруса требует сложной обработки концов фиг. 5 и 7, раскос же из досок установки большего количества нагелей в прокладках. Во всех случаях, когда число прокладок и нагелей получается небольшим, следует применять дощатые раскосы. Концы раскосов всегда следует обрезать ортогонально. Против случайных сдвигов или смещений раскоса в увле конец его должен быть прикреплен к доскам пояса одним сквозным нагелем.
в Стойки
Стойки брусчатого сечения из отборного леса в узлах ослаблены на 50 врубкой с обеих сторон бруска фиг. 5 л 8. В нижних узлах образующаяся щековая врубка решается ортогонально к оси стойки, а в верхних под углом 85. Во избежание случайных сдвигов при перемещениях или транспортировке конструкции стойка должна быть прикреплена к поясам фермы одним сквозным нагелем.
Стойка, ближайшая к опоре, вследствие относительно больших растягивающих усилий требует несколько более развитых площадок смятия, что достигается выполнением стойки в верхней части из двух ветвей при четырех площадках фиг. 6, а в нижней из одной ветви, но с уширением щекой, прикрепляемой нагелями фиг. 7.
г Затяжка
Сечение затяжки из трех досок переходит на части длины в сечение из четырех досок. Стыки досок затяжки целесообразнее всего устраивать в месте перехода сечения и только в исключительных случаях на коротких накладках или прокладках. Затяжка подвешивается к верхнему поясу арки на металлических подвесках, расположенных по длине затяжки через 3 5 м. Детали прикрепления подвесок к поясам фермы и к затяжке даны на фиг. 9 13. Конструкция подвесок не должна ослаблять сечения затяжек и должна предусматривать возможность периодического их подтягивания.
д Коньковый увел
Коньковый узел фиг. 14 может быть скон струирован с помощью специальных коньковых досок, располагаемых в плоскости поясов и стоек ферм. Стык верхнего пояса с коньковой доской осуществляется при этом в упор при тщательной приторцовке и скрепляется двумя парами болтов. Доски нижнего пояса прикрепляются на нагелях, число которых определяется по расчету.
Ширина коньковых досок назначается на 3,0 7,0 см больше ширины поясных досок, что позволяет во всех случаях разместить необходимое число нагелей.
е Опорный узел Опорный увел может быть сконструирован двояко в зависимости от возможной по условиям опирания длины хвоста опорного узла.
1. Если длина хвоста не ограничена, то можн© применять опорный узел с вкладышем иэ дуба, прикрепленным к затяжке нагелями, как на фиг. 21.
Хамит
1
Лрибарить
гп
1ША 1
фиг. 12. Крепление жодвесок к затяжке
2. Если длина хвоста ограничена, то наиболее целесообразна конструкция опорного узла по фиг. 15. В этом случае опорный узел конструируется на щековой врубке с промежуточным упор-
ЕХР
Фиг. 13. Крепление подвесок к затяжке
ным вкладышем ив твердого дерева. Эта конструкция вполне надежна без подбалки. Ортогональное решение щековой врубки исключает появление отдирающих усилий при скалывании щеки.
ПригбориеЬатъ
Фиг. 14. Коньковый уаел
Допускаемое напряжение на скалывание в щеке следует назначать не выше 8 9 кгсм2. Наличие промежуточного вкладыша, работающего по отношению к щеке поперек волокон, позволяет предполагать, что соответствующие' площадки скалывания щек работают равномернее, чем при отсутствии подобных упругих прокладок. Эта способность конструкции повышает коэфициент надежности опорного узла. Для погашения возникающих при щековых врубках изгибающих моментов упорные брусья в хвостовой части надлежит связывать между собой болтами.
Для образования площадки смятия для пояса' и раскоса упорный вкладыш должен иметь скошенную форму. Площадку смятия следует назначать перпендикулярно к биссектрисе угла между поясом и раскосом. В зависимости от числа па
414
Л. К. ВОЙЦЕХОВСКИЙ
_6
гг
нелей тангенс угла наклона площадки получит следующие значения:
Число панелей 6 8 10 12
“ g 3 4 5
Тангенс угла наклона -у j' у у
Величины площадок смятия раскоса и нижнего пояса должны относиться между собой, как величины усилий в этих элементах. В зависимости от числа панелей соотношения величин площадок смятия между собой получают следующие значения:
Число панелей
8
10 12
Отношение площадок смятия 1 ШОоОые тгеп
А
з
12
2
4 диаметр балтл
ДА А.
6Г
1
Sl
ТГ
tr -И-
fffcmpcr6reHce ппо'щадки.смятия
Дцбодые нагели у услддно не показаны
JETT
-в тг-гjininxj
ia'ut а
Vi
А
ii
¥-
20
W
HutkHuQ пояс и раскос условно сметы
d диаметр болта Фиг. 15. Опорный увел
Правильное и неизменное положение элементов полуарки относительно упорного вкладыша и затяжки обеспечивается одним болтом и прокладкой поверх затяжки, скрепленной несколькими нагелями с раскосом и поясом. Опорный узел с коротким хвостом может быть осуществлен, как соответствующий увел балочных треугольных ферм.
ж Промежуточные у в л ы
Все промежуточные у8лы осуществляются на врубках с прикреплением узловых вкладышей к поясам ферм нагелями. Сопряжение стоек с поясами под прямым углом требует изготовления узловых вкладышей ив воздушно-сухого леса. Конструкция узлов дана на фиг. 5 8. Особого внимания заслуживает форма узловых вкладышей нижнего пояса фиг. 7 и 8. Эти вкладыши должны быть заготовлены из досок, несколько более широких, чем доски поясов.
1 Си. Балочные фермы.
з Прикрепление прокладок в узловых вкладышей
Прокладки и узловые вкладыши прикрепляются к поясным доскам или доскам раскосов нагелями в количестве, определяемом расчетом. Для стягивания пакета досок в каждой группе нагелей в зависимости от их количества устанавливается от одного до четырех болтов.- Как правило, следует применять двухрядовую продольную расстановку нагелей; трехрядовая расстановка может быть допущена в виде исключения для прикрепления щек в нижнем узле первой от опоры стойки фиг.7, длина которой ограничена.
Число болтов назначается из расчета трехчетырех на длину панели. Болты устанавливаются в отверстия диаметром на 2 3 мм больше диаметра болтов для возможности их легкой замены во время эксплоатации фермы. Поэтому включение болтов в расчет совершенно недопустимо.
4 Пространственная устойчивость фермы
Трехшарнирная арка состоит иэ двух треугольных ферм, соединенных в середине пролета коньковой доской. Устойчивость каждой фермы обеспечивается следующими мероприятиями: а верхний пояс раскрепляется относительно прогонов кровли, например так, как показано на фиг. 16. При выборе того или иного вида раскрепления следует учитывать возможность по-
разрез И
Дибобые на-, гели ила бопты
Прогон
J1
Пояс срермы
5f;
1 7 п
уЛ
У
i
_
I
1
Фиг. 16. Соединение прогонов с верхним поясом
явления отсасывающих усилий при ветровой нагрузке. В этом случае прогоны прикрепляются также на отрыв;
б нижний пояс раскрепляется поперечными связями, соединяющими фермы попарно. Связи следует устанавливать в каждом узле нижнего пояса. Конструкция связей может быть принята, по фиг. 17. Сечение досок связей распорок и раскосов и диаметры нагелей и болтов следует принимать те же, что и для фермы.
б Типовые проекты аров
В качестве вспомогательного материала при проектировании арок может быть использована табл. 10 а, объединяющая результаты расчетов 32 арок, охватывающих наиболее часто встречающиеся пролеты и нагрузки.
Весовые коэфициенты табл. 10 могут служить для предварительного определения веса арок данного типа, а также для экономических сравнений с фермами других систем.
Арки запроектированы при основных допускаемых напряжениях по ТУ и Н 1931 г. при коэфициенте 1 с отступлением от ТУ и Н в части допускаемых напряжений на скалывание и смятие, расчета сжатых элементов на продольный
2 Ввиду отступлений от ТУ и Н данные табл. 10 могут быть использованы литпт. как ориентировочные
Число нагелей
Элементы арочных ферм на дубовых нагелях
Таблица 10
Дерево
пояса и опорные раскосы
сечение
м
ватяшка
сечение
лез
бруски раскосов
сечение
м
прочие
лез
общая
куба
тура
лез
Дубовые
нагели
JH
Металл
болты с шайб
вес в КЗ
вес в кг
подвески
вес
в кг
прочие поковки вес в кг
общий вес в кг
о
D
Л
si
Весовые
коэфициенты
общий
hCg
металла Ьж
дуба
fed
14,3
400 600 800 1 ООО
30x100 40x100 40x110 40 Х 120
0,342
0,461
0,526
0,585
30x100 40x100 40 х 130 40x150
0,146
0,199
0,272
0,319
90x100 120x100 Шх 110 120x120
10
0,100
0,133
0,147
0,163
17,3
400 600 800 1 000
40x100
40x110
40x130
50x130
0,565
0,624
0,726
0,926
40x100 40x130 40х 150 50x150
0,244
0,330
0,368
0,460
120x100
120x110
120x130
150x130
0,155
0,171
0,206
0,256
19,3
' 400
600 800 1 000
40x110
40x130
50x130
50x140
0,685
0,810
1,021
1,106
. 40x110 40x130 50x150 50x170
0,302
0,358
0,520
0,627
120x110
120x130
150x130
150x140
0,188
0,256
0,277
0,306
20,3
400 600 800 1 000
40x120
50x120
50x140
50x150
0,778
0,978
1,143
1,232
40x120 50 х 120 50х 160 50x170
0,346
0,437
0,586
0,627
120x120 150х120 150x140 150x150
0,213
0,270
0,316
0,344
23,3
400 600 800 1 000
40x120 50x130 ЗОх 150 50x170
0,850
1,170
1,348
1,545
40х 120 50х 150 50x170 50x200
0,407
0,638
0,735
0,911
120x120 150x130 150x150 150х 170
0,260
0,352
0,407
0,460
24,3
400 600 800 1 000
40x120
50x130
50x160
50x180
0,885
1,215
1,480
1,695
40x120 50 х 150 60x180 50х 210
0,424
0,665
0,807
0,950
120x120 150х 130 150x160 150x180
0,272
0,370
0,453
0,510
26,3
400 600 800 1 000
40x130 50х 140 50x170 50x190
1,030
1,400
1,695
1,930
40x130 50x160 50 х 190 50х 220
0,493
0,775
0,927
1,095
120x130
150x140
150x170
150x190
0,320
0,430
0,520
0,580
29,3
400 600 800 1 000
40x150
50x150
50x180
60x190
1,312
1,755
2,005
2,530
40x150 50x160 50x200 60х 220
0,636
0,855
1,076
1,440
120x150 150x150 150х 180 180x190
0,396
0,528
0,593
0,750
О
О
4
Я
И
О
К
А
И
О
К
я.
ct D
к и и
it
И 03
с
-В
э s
N
о
Р
о
И
О
0,133
0,721
16
0,0084
12
0,185
0,978
16
0,0123
12
0,203
1,148
19
0,0172
12
0,263
1,33
19
0,0192
12
0,185
0,208
0,309
0,382
0,203
0,275
0,340
0,398
0,239
0,312
0,427
0,381
0,397
0,602
0,779
0,953
0,401
0,611
0,866
1,091
0,459
0,702
0,968
1,200
0,531
0,846
1,097
1,480
2,73
2,26
3.26
3.26
7,18
8.37
8.37
8.37
1,149
16
0,0116
12
1,333
19
0,0166
12
1,609
19
0,0204
12
2,024
22
0,0285
16
3.07
3.07
3.07 6,74
8
8,54
8
8
8,54
8
8
8,54
8
10
15,09
8
1,77
1,19
12,87
373
4,56
1,77
1,19
13,59
503
4,10
1,77
1,19
14,59
588
3,60
1,80
1,19
14,62
680
3,33
1,378
19
0,0155
12
3,26
8
1,699
19
0,0186
12
3,26
8
2,158
22
0,0288
16
7,28
10
2,437
22
0,0314
16
7,28
10
2,17
1,19
14,97
590
4,93
2,18
1,19
14,97
681
3,80
2,20
1,19
15,00
819
3,42
2,20
1,19
25,22
1035
3,46
0,158
0,111
0,089
0,071
0,125
0,083
0,062
0,084
8.65
8.65
16.03
16.03
2.44
2.45
2.46
2.47
1.19
1.19
1.19
1.19
1,576
19
6,0162
12
1,997
22
0,0260
16
2,472
22
0,0297
16
2,584
22
0,0339
16
3,26
8
8,67
10
7,74
10
16,03
10
7,74
10
16,03
10
7,74
10
16,03
10
15.55
15.55
26.96
26.97
1,914
2,762
3,269
3,869
19
22
22
25
2,57
1,19
15,69
803
2,57
1,19
27,53
1025
2,60
1,19
27,56
1 263
2,60
1,19
27,56
1 323
0,0218
0,0360
0,0422
0,0532
16
16
16
16
6,52
7,57
8.99
8.99
10
18,13
10
6,54
10
21,15
10
6,59
10
21,89
10
6,63
10
21,89
10
6,71
1.38
1.38
1.38
1.38
32,57
36,69
38,89
38,97
4,86
4,15
3,83
3,21
0,095
0,111
0,083
0,067
1,982
19
0,0222
16
2,861
22
0,0372
16
3,606
22
0,0429
16
4,246
25
0,0548
16
6,52
7,57
8.99
8.99
2,302
19
0,0241
16
3,307
22
0,0407
16
4,110
22
0,0466
16
4,805
25
0,0600
19
2,925
19
0,0268
16
3,984
22
0,0436
16
4,771
25
0,0572
19
6,200
25
0,0744
19
6,52
6,68
8,10
12,93
6,52
8,99
12,93
13,52
0,178
0,165
0,155
0,140
0,165
0,140
0,127
0,135
706
4,74
0,104
0Д59
865
3,88
0,069
0Д28
1 107
3,71
0,092
0,135
1247
3,35
0,072
0,120
0,155
0,145
0,155
0,155
990
4,55
0,149
0,128
1 418
4,35
0,112
0,133
1 673
3,85
0,089
0,118
1 973
3,62
0,071
0,118
10
18,55
10
6,83
1,38
33,28
1024
4,34
0,141
0,119
10
21,15
10
6,87
1,38
36,97
1 467
4,12
0,104
0,127
10
22,34
10
6,95
1,38
39,66
1 843
3,90
0,084
0,115
10
22,34
10
6,99
1,38
39,70
2 163
3,66
0,067
0,114
10
18,55
10
7,40
1,38
33,85
1 185
4,27
0,122
0,111
10
21,15
10
7,44
1,38
36,65
1 690
4,07
0,088
0,117
10
21,89
10
7,52
1,38
38,89
2 094
3,77
0,070
0,107
12
34,37
10
7,58
1,38
56,26
2 458
3,55
0,081
0,106
10
18,55
10
8,27
1,38
34,72
1 497
4,35
0,101
0,105
10
22,38
10
8,30
1,38
41,05
2 033
3,95
0,079
0,105
12
35,21
10
8,38
1,38
57,90
2 443
3,55
0,084
0,098
12
38,31
10
8,42
1,38
61,63
3162
3,68
0,072
0,105
ТРЕХШАРНИРНЫЕ АРКИ ИЗ ТРЕУГОЛЬНЫХ ФЕРМ 415
416
Л. К. ВОЙЦЕХОВСШЙ
изгиб и учета неравномерности работы отдельных ветвей стержней.
3. Трехшарнирные арки на гвоздях
Трехшарнирные арки на гвоздях также могут применяться как в однопролетных, так и о многопролетных сооружениях. Необходимо отметить, что выступающие выше пояса концы стоек требуют обязательного устройства кровли по прогонам, укладка обрешетки непосредственно на пояса не может быть допущена;
ОСЬ Верхнего пояс фермы
б отказа от применения невидимых гвоздей, т. е. гвоздей, шляпки которых перекрываются в процессе сборки досками. Выполнение этого условия допускает последующий контроль вабоя гвоздей.
2 Сортамент материалов
Так же как и в арках на нагелях, ширина досок может быть принята в 13 16 19 см.
Толщина досок поясов и раскосов, как правило, должна быть одинаковой и может меняться от 3,5 до 7 см. В арках пролетом выше 20 м,
При расстоянии мекду фермами до 4 м
Прогон
Раскосы
Ось миЖнего пояса фермы
фпбышНф.
цГ7
Распорки Ори расстоянии между фермами более 4 м
Прогон
Распорки
Jeта пи onuno6fu распорки В и бабышки
Деталь Чрезки рас г порки А на рас кос фермы
Фг. 17. Свяви между фермами
Толщина центральных досок в си Толщина боковых досок а Ширина Ь
Фиг. 18. Фасад ари на гвоздях
1 Пролеты, нагрузки и схемы аров
Как и в арках на нагелях, перекрываемые пролеты могут меняться в пределах от 10 до 30 л при нагрувках от 400 до 1 500 кгм.
Схемы таких арок не отличаются от рассмотренных фиг. 1 2.
При назначении сечений элементов необходимо стремиться к максимальному упрощению вабоя гвовдей. Это упрощение достигается путем:
а применения для всей плоскости вабоя гвовдей единого шаблона для равметки;
где пояса работают интенсивнее, пояеные доеки могут быть назначены толще досок раскосов. Толщину досок стоек следует принимать всюду равной 8 см ив условия двустороннего вабоя гвовдей фиг. 18 и 19 с целью получения достаточного ваглубления каждого гвоздя в стойку.
Фермы ивготовляются ив нестроганых досок марки I.
В швах опорного уела рекомендуется обмавка досок антисептиками последующего действия.
Шляпки гвовдей рекомендуется ващищать от ржавчины покраской.
ТРЕХШАРНИРНЫЕ АРКИ ИЗ ТРЕУГОЛЬНЫХ ФЕРМ
4f
Круглое железо можно употреблять следующих диаметров: для подвесок 10 мм для стяжных и стыковых болтов и штырей от 42 до 18 мм', для тяжей от 12 до 22 мм.
Болты и штыри до установки должны покрываться олифой или другим соответствующим составом для защиты от ржавления. Тяжи и подвески подлежат окраске масляной краской или лаком.
3 Конструкция узлов и стержней а Опорные увлы
Опорные увлы, как и в арках на нагелях, при удлиненной форме хвостов могут быть сконструированы двояко: 1 в виде щековой врубки с монолитной щекой фиг. 20 или 2 с упорными вкладышами, присоединенными болтами фиг. 21. Во втором варианте длина хвоста получается несколько большей, чем в первом.
Конструктивные детали узлов не отличаются от деталей узлов арок на нагелях.
Общими требованиями, предъявляемыми ко всем опорным узлам, являются:
а применение отборного сухого леса;
б правильная конструкция опирания на стену, обеспечивающая опорный узел от загнивания;
в обязательная при легких кровлях занкеровка опорного узла к кладке для воспринятая отсасывающего действия ветра;
г весьма тщательное выполнение работ, обеспечивающее хорошую приторцовку;
д недопустимость 8апилов в узлах с монолитными щеками.
При расчете опорных узлов допускаемое напряжение на смятие вдоль волокон может быть принято равным 100 кгсм2. Расчет варианта с монолитными щеками следует производить с учетом перегрузки отдельных плоскостей скалывания хвостовой части опорного узла.
б Промежуточные узлы
Все промежуточные узлы следует выполнять в виде трехбиссектрисных щековых врубок с присоединением щек гвовдями или болтами. Исключением является соседний с коньком узел верхнего пояса, где рекомендуется применять простой лобовой упор, ортогональный к раскосу.
Щеки присоединяются на болтах в тех случаях, когда гвоздевое соединение получается слишком громоздким. Применение во всей ферме досок одинаковой ширины приводит к упрощению трехбиссектрисной врубки, получаемой путем совмещения центра узлов с точками пересечения кромок соответствующих досок.
в Коньковый увел
Сходящиеся в коньке элементы верхнего пояса стыкуются простым лобовым упором без промежуточных вкладышей ив металла. Для создания большей жёсткЬсти на изгиб из плоскости арки, а также для воспринятия поперечной силы в узле обе половины арки связываются парными накладками, скрепляемыми с фермой двумя парами болтов фиг. 22.
Хотя соотношение между вертикальной и горизонтальной составляющими усилия в шарнирномдзле никогда не превышает 1я что соответствует коэфициенту трения древесины по древесине, вследствие чего все поперечные силы, возникающие в этом уэле при одностороннем загружении, могут быть полностью восприняты силой трения,
все же необходимо гарантировать неизменяемость уела от случайных смещений боковыми накладками. Верхний пояс соединяется о нижним гвовдями, забиваемыми с обеих сторон.
г Затяжка
В целях уменьшения затраты металла стыки ватяжки следует делать на гвоздях за исключением случаев, где из-за невозможности подбора необходимого сортамента гвоздей удобнее ставить болты.
Общие требования, предъявляемые к затяжке:
а соответствующий отбор лесоматериалов, недопустимость косослоя, лапчатых сучков и других дефектов, не допускаемых в элементах, подвергаемых растяжению;
б недопустимость подвески каких-либо грузов к затяжке;
в тщательное выполнение стыков, недопустимость какого-либо ивменения в толщине1 сопрягаемых элементов;
г расчет стыков ватяжки с учетом возможной перегрузки отдельных ветвей сечения.
Затяжку арки с подвесным потолком во избежание случайных повреждений при эксплоатации чердака необходимо заключать в специальный проветриваемый ящик-короб из досок по всей длине ватяжки.
д Подвески
Назначение подвесок состоит в том, чтобы при эксплоатации арки поддерживать затяжку в строго определенном положении; поэтому проектом должно быть предусмотрено приспособление для подтягивания подвесок.
В арках с подвесным потолком затяжка укладывается по прогонам потолка, подвешенным на тяжах к арке фиг. 23 и 24; до установки прогонов затяжку надлежит подвешивать к тяжам с помощью временных прокладок.
В целях экономии металла тяжей рекомендуется высадка их концов.
е Стойки
Ив конструктивных соображений стойки, как и все элементы, расположенные в той же плоскости, следует навначать толщиной 8 см, необходимой для надлежащего вабоя гвоздей. Незначительные действующие в стойках растягивающие усилия не требуют для стоек столь строгого отбора лесоматериала, как для ватяжки.
Все стойки делаются одиночными ва исключением первой стойки от опоры, выполняемой, как и в арках на нагелях, в верхней части ив двух ветвей.
Первая стойка от конькового узла фиг. 25 также состоит из двух ветвей, расположенных в плоскости накладок. Эта стойка не работает и испольвуется для придания жесткости в плоскости фермы.
ж Раскосы
Раскос обычно делается из двух ветвей, соединяемых между собой отдельно стоящими или сплошными прокладками в зависимости от величины действующих в раскосе усилий. Исключением является первый раскос от опоры, состоящий ив трех ветвей в соответствии с конструкцией крайнего верхнего уела; в опорном увде раскос получает двухветвевое- сечение.
4Ш
Л. К. ВОЙЦЕХОВСКИЙ
биссектриса■
биссектриса
Плоскость поясов
Плоскость раскосо
Успобные обозначения
Болты ф 12 41 бозди
Плоскость стоек
Дцбобыд
Окладыш
■азь
зх
■Н-
Фиг. 19. Монтажные схемы арки на гвоздях
'
0t 2 l-Т
Д
5
10
й-4-0 I
52
Ч1.5-
ч Подбалки крепить. Н загтЖке фоздями
10х.5-
4-9-4 6
CSJ
г
а
Н-ш
14-ше:
Т'-Т Г
Деталь опилобки опорных ььтаДьшеи обоих решений
Фиг. 20. Опорный узел на щековых врубках
ТРЕХШАРНИРНЫЕ АРКИ ИЗ ТРЕУГОЛЬНЫХ ФЕРМ
419
I
Ттк
Прокладка
У
сок сеч 80 b
Подтткка фермы
щ
i
Одиночный
ттк
Г-1
I
1 ж
Т
и
чг Р
-S0ai
1
фарные
Вид с Фасада фермы Разрезы по затяжке тяйи
Размер ля месту
Щокладка Вид с фасада фермы
Фиг. 23. Крепление металлических подвесок к затяжке
.Ъозди и
Шцрцпы '
Зятикко “a. jlДеребянноя 1 тйкладка Ч
3
Прокладка
4 Дерейятпю брусок сеч.шъ
РРТ
1,1,1 ш 1
Парные тяки
Вид с фасада фермы Разрез по затяжке
Фиг. 24. Крепление деревянных тяжей к затяжке
болты ф 2
f
I1
Т
Гбозди И1
Г
ч
я; ч
ГЬоздц
Ш.
iiw
ишь
31,5
Плоскость поясов Гвозди I
ЕЕ
Фиг. 25. Соединение прогонов с верхним поясом
шш шт
_J,M , 1Л
т
гл
см
■х
гг
Л. Л
Т2.5
ш
2X2
1Ъ
Плоскость раскосов Гвозди II
Фиг. 26. Разметка гвоздей
Плоскость накладок Гвозди III
420
Л. К. ВОЙЦЕХОВСКИЙ
В раскосах обязательна двусторонняя забивка гвоздей, дающая больше гарантии против их выдергивания.
Разметку гвоздей рекомендуется делать галочками фиг. 26, дающими наиболее компактное их размещение. В равной мере это относится ко всем элементам ферм на гвоздях фиг. 19 21.
в Пояса
Верхний пояс имеет двухветвевое сечение, усиляемое в средней части пролета средней доской.
При расчете верхнего пояса надлежит учитывать неравномерность распределения усилий в отдельных ветвях, создаваемую переходом от двухветвевого сечения к трехветвевому.
В остальном справедливы все указания, еде. ланные выше по отношению к поясам ферм на нагелях. а
4 Связи между фермами В первом от конька узле связи, обеспечивающие устойчивость верхнего пояса, следует делать по типу фиг. 16. Во всех остальных узлах связи должны делаться по типу связей фиг. 27, обеспечивающих устойчивость как верхнего, так и нижнего пояса фермы. Эти связи располагаются либо в каждом узле фермы либо через увел. В зависимости от этого производится и расчет элементов нижнего пояса на продольный изгиб из плоскости фермы.
Прикрепление связей, раскрепляющих контур нижнего пояса, следует рассчитывать на х.
150
Сечения ах Ь досок поясов, раскосов и затяжек арок на гвоздях
Таблица 11
Арка четырехпанельная
Арка шестипанельная
Нагрузка
пролеты в м
пролеты в м
в кгм
10
11
12
13
14
15
700
35x130
40x130
800
40x160
40x160
35x130
40x130
45x130
50x130
1100
45x160
45x160
40x130
45x130
50x130
40x160
1 300
50x160
50x160
45x130
50x130
40x160
45x160
1500
60x160
60x160
50x130
45x160
50x160
50x160
Арка восьмипанельная
Нагрузка
в кгм
Пролеты в м
16
17
18
19
20
700
85x130
35x130
40x130
45x130
50x130
80Э
40x130
45x130
50х 130
40 х 160
40x160
1100
40x160
40x160
40x160
45x160
50x160
1300
40x160
45x160
50x160
50x160
45x190
1500
45x160
50x160
45x190
45x190
50x190
Нагрузка в кгм
Арка десятипанельная
Пролеты в м
21
22
23
24
25
26
700
60
-50 Х Ш
1
50
40 Х 160
50
жх 160
-хш
1Г 160
900
■гг160
50
ТО X 160
40
-jj-xieO
60
То х,8
Ж-
X
1100
60
гх1в0
60
60
60
IT190
60
15'Х 190
ж180
1300
60
1ГХ 190
60
-190
60
-xlM
70
То х 190
ж190
Примечание. Верхняя цифра толщина досок плоскости поясов, нижняя цифра толщина досок плоскости раскосов.
Сечения элементов плоскости стоек принимаются толщиной во всех случаях 8 см, а шириной такой же, как указано в таблице.
Сечения досок затяжки принимаются равными сечениям досок соответствующих плоскостей верхнего строения фермы.
ТРЕХШАРНИРНЫЕ АРКИ ИЗ СЕГМЕНТНЫХ ФЕРМ
421
часть от усилия в соответствующей панелипояса.
5 Типовые проекты трехшарнирных ферм на гвоздях
Типовые проекты трехшарнирных арок на гвоздях охватывают пролеты от 10 до 26 л при на
грузках от 700 до 1 500 кгм табл. 11 и могут быть использованы как вспомогательный материал при проектировании таких ферм с учетом замечаний, данных выше по отношению к аркам на нагелях.
Инж. В. Г. ПИСЧИКОВ
XIV. ТРЕХШАРНИРНЫЕ АРКИ ИЗ СЕГМЕНТНЫХ ФЕРМ 1. Область применения
Сегментные фермы пролетом более 30 м по условиям экономного и удобного расположейия стыков нижнего пояса при длине досок до 6,5 м приходится разбивать не менее как на 14 16 панелей. При таком большом числе панелей раскосы фермы особенно в середине ее пролета становятся крутовосходящими, что заметно отражается на увеличении удельного веса решетки, а вместе с тем общего веса фермы.
Переход к трехшарнирной арке из двух сегментных ферм позволяет значительно уменьшить
1 высоту сегментов почти вчетверо, 2 длину панели и общую длину элементов решетки и 3 расчетное усилие в раскосах при односторонней нагрузке почти в полтора раза.
Наряду с указанными преимуществами арочной ферме свойственен существенный недостаток: приходится добавлять третий мощный пояс, который при односторонней нагрузке работает на сжатие и требует вследствие этого постановки специальных связей,предохраняющих его от выпучивания ив плоскости фермы.
В результате экономичность арочной фермы ощутима только при больших пролетах, для которых арочная ферма легче сегментной фермы. Конструктивные преимущества арочной фермы позволяют считать применение ее вполне уместным для обычных покрытий со стрелой подъема
пролетом от 30 л и выше. При большей
стрелке арка цредрочтительнее фермы и при пролетах менее30 м.
В тех случаях, когда распор арки может быть воспринят непосредственно опорами, т. е. когда не требуется постановки затяжки, арочное решение является оптимальным при любом пролете.
Безусловной областью применения арочных ферм являются особо подъемистые покрытия с воспринятым распором, например перекрытия складов сыпучих тел и т. д.
2. Конструкция узлов и стержней
Промежуточные узлы сегментных полуарок конструируются аналогично узлам балочных сегментных ферм. Конструкция верхнего и нижнего поясов арочных ферм также вполне соответствует конструкции поясов балочных ферм. Разница заключается только в том, что нижний пояс арочных ферм при определенном расположении нагрузки испытывает сжимающие усилия, Для воспринятия которых он должен быть рассчитан на продольный изгиб со свободной длиной, равной расстоянию между связями.
Значительно отличается от балочных ферм конструкция опорных и коньковых узлов. При де
1 См. Сегментные фермы.
ревянных затяжках в опорных узлах должны быть соединены три элемента верхний и нижний пояса полуарки и затяжка. Сжатый верхний пояс и растянутая затяжка обычно сопрягаются так же, как и пояса балочных сегментных ферм; конструктивную трудность представляет присоединение нижнего пояса полуарки, могущего испытывать усилия обоих знаков.
Одна из рекомендуемых конструкций опорного узла арочных ферм дана на фиг. 1. Усилие нижнего пояса полуарки восприни-
х -
.
В. t t
V cfl Л
rv-Г- V Tr
©- V в- Фиг. 1. Опорный узел арки
мается специальными прокладками и накладками и передается ими по закону рычага на верхний пояс и затяжку фермы. Обычно для воспринятия усилия от нижнего пояса полуарки бывает достаточно двух слоев досок фиг. 1. В случае особо толстых поясных досок число накладок и прокладок может быть увеличено до трех-четырех в каждом зазоре. Нижний пояс полуарок соединяется с накладками и прокладками, так же как и последние с верхним поясом и затяжкой гвоздями или болтовыми нагелями. Верхний пояс сопрягается с затяжкой одним ив обычных для сегментных ферм способов.
Другая возможная конструкция опорного узла, особенно уместная при двухветвевых поясах, но вполне осуществимая и при трехветвевых поясах, показана на фиг. 2. Нижний пояс полуарки перекрывается двумя тонкими накладками, охватывающими верхний пояс и имеющими торцевые упоры во вкладыши или в щековые врубки накладок затяжки фиг. 2. Возможное сжимающее усилие в нижнем поясе полуарки воспринимается торцами накладок, возможное же растягивающее усилие в нем передается металлическими нагелями на верхний пояс и на затяжку. Боковые накладки затяжки в отличие от обычных узлов несколько утолщены и имеют врубки для пропуска накладок нижнего пояса полуарки; опорную плоскость щековой врубки следует направлять нормально к биссектрисе угла между верхним и нижним поясами.
2 См. статьи Сегментные фермы, а также Балочны фермы.
422
В. Г. писчиков
Если опорный увел конструируется на натяжных болтах или хомутах ив круглого железа по типу фиг. 33 и 34 на стр. 306 и 307, усилие нижнего пояса фермы может быть передано
3.5
П10Н ЗатяЖки поясо сняты
А
X
J
Фиг. 2. Опорный узел арки
на вкладыши не черев накладки, а через заменяющие их прокладки, расположенные в плоскостях решетки фермы. В этом случае прокладки
40
План , ТТТПж UB U,
Фиг. 3. Опорный узел арки тип ЦНИПС
делаются из двух досок каждая и хомуты или болты пропускаются с помощью кольцевых дорожек, аналогичных кольцевым дорожкам прокладок узла по фиг. 33 на стр. 306.
На фиг. 3 и 4 даны опорные узлы арок пролетом 21 и 40 м, разработанные ЦНИПС.
В узле по фиг. 3 нижний пояс полуарки имеет небольшую опорную площадку для передачи через торец сжимающего усилия в этом поясе.
Для воспринятия растягивающего усилия в нижнем поясе крайная панель снабжена двойной перекрестной стенкой, расположенной в плоскости решетки полуарок.
В узле по фиг. 4 торцевая площадка отсутствует и усилие в нижнем поясе как при сжатии, так и при растяжении должно быть воспринято одними перекрестными стенками.
Такая конструкция опорных узлов арочных ферм неудовлетворительна по следующим сооб
ражениям: если в узле по фиг. 4 отбросить затяжку и опорную подушку фиг. 5 и заменить отброшенные элементы силами А и Т, действующими на опорные вкладыши, то направление равнодействующей В сил А и Т, возникающих от действия временной нагрузки по схеме V фиг. 33, будет значительно отличаться от направ-
Разрез по а-6
Фиг. 4. Опорный узел арки тип ЦНИПС
ления верхнего пояса, в результате чего в поясе кроме простого сжатия возникнет значительный изгибающий момент. Вследствие недостаточной
Фиг. 5. Действие сил в опорном узле по фиг. 4
связанности концов брусков, составляющих верхний пояс, изгибающий момент будет восприниматься пакетом брусков, почти не связанных между собой и не образующих монолитного сечения.
Реальный момент сопротивления пакета брусков столь невелик, что напряжения в них от силы К должны были бы оказаться близкими к временному сопротивлению дерева, если бы деформации от изгиба верхнего пояса не встретили сопротивления со стороны элементов затяжки. Наличие затяжки спасает верхний пояс от разрушения; однако возникающее при этом в затяжке добавочное напряжение, тоже весьма значительное, неизбежно понижает коэфициент эапаса всей фермы.
Перенапряжения неизбежны и при расположении временной нагрузки по схеме III фиг. 33. В этом случае изгибающий момент имеющий даже несколько большую величину, чем при нагрузке по схеме V действует в обратную сторону и отгибает конец элемента Ог пояса вниз. Однако в этом случае верхний пояс уже не встречает под ч
ТРЕХШАРНИРНЫЕ АРКИ ИЗ СЕГМЕНТНЫХ ФЕРМ
423
держки со стороны затяжки, что является прямой угрозой целости фермы. Конструкция моглабы быть несколько улучшёна постановкой специальных болтов или хомутов, связывающих верхний пояс фермы с затяжкой и вовлекающих затяжку в работу при местном изгибе элементов.
2 прокладки д-2
JfcoknodM.
Фиг. 6. Коньковый узел тип ЦНИПС
Более правильно однако отказаться от опорных узлов описанного типа фиг. 3 и 4.
Коньковые узлы арочных ферм, выполняемые в соответствии с опорными узлами по фиг. 3 и 4, с двойной перекрестной стенкой фиг. 6 имеют
пояса отпадает и пояс этот, как и в обычных сегментных фермах, может быть выполнен неразрезным от опоры до опоры.
С в я 8 и, раскрепляющие нижний пояс сегментных полуарок, могут быть выполнены либо по типу поперечных решетчатых ферм фиг. 20 либо по типу подкосов фиг. 8.
В последнем случае нижний пояс следует рассчитывать на продольный изгиб, как стержень в упругой среде , принимая необходимый коэфициент запаса не менее трех и предполагая, что при деформации системы прогоны АА фиг. 8 принимают волнообразную форму фиг. 9.
Связи треугольной системы, связывающие фермы попарно, значительно более надежны и жестки и должны применяться во всех случаях, когда это не противоречит архитектурно-эстетическим требованиям.
3. Требования к материалу
Как и обычные сегментные фермы, арки из сегментных ферм могут изготовляться из рядового пиломатериала. Исключение составляет затяжка, требующая применения отборного леса без значительных сучков, свилеватости, косослоя и других пороков.
4. Примеры арочных ферм
а На фиг. 10 20 представлена трехшарнирная арка из сегментных ферм пролетом 53,5 м.
Кроме кровли арка несет в отдельных точках значительную нагрузку от подвешенных к ней монорельсов 2.
Разрез по А Ъ
шш
Фиг. 7. Коньковый узел
тот же недостаток, что и опорные узлы. При односторонней нагрузке реакция R шарнира фиг. 6 создает опасный изгибающий момент в брусках верхнего пояса фермы, никак не компенсируемый ни имеющейся связью между брусками в виде перекрестной стенки, ни возможным гвоздевым забоем.
Рациональная конструкция конькового узла изображена на фиг. 7. Нижние пояса полуарок сопрягаются между собой посредством накладок и прокладок, врубленных взаимно вполдерева и соединенных на болтах и нагелях небольшого диаметра, не слишком ослабляющих бруски верхнего пояса.
Узлы этого типа пригодны как для арок, собираемых полностью на эемле и устанавливаемых на место в собранном уже виде, так и для арок, собираемых для облегчения подъема и установки из отдельных полуарок. В последнем случае болты и нагели, проходящие через концы всех накладок и прокладок, ставятся на место после подъема и установки обеих полуарок.
Если арки поднимаются в целиком собранном виде, надобность в коньковом стыке верхнего
План noncob фермы
Фиг. 8. Подносные связи между арками
При расчете фермы нагрузка от монорельсов вводилась с динамическим коэфициентом 1,25, и усилия в элементах фермы определялись по
1 См. Тимошенко, Курс сопротивления материалов, ГНТИ 1931 г., стр. 538.
2 Проект выполнен Промстройпроектом Металлостройпроект в 1932 г.
424
в. г. писчиков
Фиг. 9. Схемы деформации связей
_ л объем дерева на арку пролетом 53,5 м 14,3 м
вес железа на арку кроме затяжки, подвесок, опорных башмаков шарнира 580 м
Фиг. 11. Фасад арки пролетом 53,5 м
ТРЕХШАРНИРНЫЕ АРКИ ИЗ СЕГМЕНТНЫХ ФЕРМ
42
Шоэди fTS
1‘ 150
Гвозди А по нижнему поясу
6
т
-ф Нь- ф-
Х7 Г
алтСн 019
,,-ю U Jjo -13
13 1 to 1 10 u-
Типовой стык нижнего пояса Гбозди ёб
Гвозди Б по нижнему поясу
Фиг. 12. Расположение гвоздей и болтов в нижнем поясе арки
Фиг. 13. Расположение горизонтальных гвоздей в верхнем поясе арки
В плоскости 2-2
По 2,4
ШО
-18-J 1
Шозди ф 90
- 20-20
Плоскости ы
Фиг. 14. Расположение вертикальных гвоздей в верхнем поясе арки
18
Фиг. 15. Расположение гвоздей в прокладках решетки
1Волтй ф 19
Позди5;1-150
Фиг. 16. Крепление решетки к верхнему и нижнему поясу
вид по стрелке. А'„ Торф дцЫого Ъкмбыша
- - -ГЧ t - ■ 7t-T-wr- - p-v
. : - - -чНН
-f- н '■ il и -si sstesBSwjteM
1 'Грцхори ф 16 ШаибО 57 V
''Иракпадки 5 24 Металлаv омут 0 i50,£s4450
болтЬ t 25
Фиг. 17. Опорный узел арки
-34
наяолоДник 19 33 Мцбоб ногилобники 1533
Вид сверху
Г
4
Ж. Г '
С
£СЬ
ДЫ:
iTT л м ут ■ ■ i,rTCmm 1 тгг111 нч jsfT пр гттг-
tLki j ' тф; 1i i
QtgbV.
f-fh 1
■ii- -lt-
dahdhb:
ij
Л
4t
Деталь ключевого шарнира 18 18 7 18
w5 ■. 70 у g20 ■.■г 18 п Дубай шпонка 510
-, i. ,. 0 А.
П.7 1 ■ У ; : -it- Г1 Ii si -frrf
2 npoknadtyj 5
Неталлт прокладка
Фиг. 18; Коньковкй узел арки
болуЬ ф Ь
ТРЕХШАРНИРНЫЕ АРКИ ИЗ СЕГМЕНТНЫХ ФЕРМ
427
Фиг. 19. Клепаный опорный башмак
428
В. Г. ПИСЧИКОВ
ТРЕХШАРНИРНЫЕ АРКИ ИЗ СЕГМЕНТНЫХ ФЕРМ
429
линиям влияния. Ввиду большого пролета конструкции допускаемые напряжения были снижены до 70 кгсм2. Это обусловило значительную массивность элементов фермы.
Верхний пояс состоит из трех ветвей, в каждой из которых бруски расположены в восемь рядов
Поперечные связи, обеспечивающие устойчивость нижнего пояса, расположены через узел, благодаря чему свободная длина нижнего пояса на продольный изгиб равна 7,2 м. В середине этой длины прерываемые в узле прокладки нижнего пояса компенсируются специальными на-
L
1-'
XL
tu-
I
1651
Гвозди 0Ь12
Гвозди 06,7 200
-JrV
-А о
т
Гвозби0ЪЛ-МЪ
Фиг. 23. Расположение гвоздей в верхнем поясе арки
Фиг. 24. Стыки нижнего пояса арки
2 прокладки 520
ЪЪ Гвазди 05.5Д175
у
ГбоздифЪ
г-юо
Прокладка
1516
100
©ю
Фиг. 25 Расположение гвоздей в прокладках нижыего пояса а, раскосов б и стоек в
Шэди ф 5,5
Ж
II
Фиг. 26. Крепление решетки к верхнему и нижнему поясу
фиг. 11. Ребровые прокладки по высоте пояса состоят из двух досок высотой по 20 м.
Металлическая затяжка подвешена к тяжам ив круглого железа, пропущенным сквозь верхний пояс фермы и закрепленным сверху с помощью гаек.
Ввиду этого для более удобной укладки деревоплиты по верхнему поясу нашиты короткие подкладки, не принимающие участия в работе пояса и уменьшающие необходимую зарезку гаек в деревоплиту.
Нижние пояса полуарок состоят из трех досок
о имеют сплошные прокладки от узла до угла.
кладками, охватывающими пояс с двух сторон. Накладки и прокладки скрепляются с поясом гвоздями фиг. 11 и 12.
Стык нижнего пояса сконструирован на болтах 1 фиг. 12. В местах пропуска через нижний пояс подвесок; поддерживающих затяжку, болты в стыках несколько смещаются фиг. 11 против типового расположения по фиг. 12.
Горизонтальные гвозди верхнего пояса фир. 13, расположенные во всех брусках кроме самого
1 Ферма сконструирована до введения нагельных стыков в типовое проектирование.
430
В. Г. писчиков
верхнего, ставятся в количестве 70 шт. на панель Сжимающее усилие нижнего с каждой стороны фермы.
Вертикальные гвозди верхнего пояса фиг. 14 забиваются в трех плоскостях, иэ которых одна плоскость скрыта в толще конструкции. Подобное расположение гвовдей, неизбежное в многослойных пакетах, требует особо тщательного
пояса полуарки передается на узел металлическим хомутом, tod. цами прокладок нижнего пояса и в небольшой мере торцами поясных досок.
Сжимающее усилие в верхнем поясе передается на упорный дубовый вкладыш полной площадью торца верхнего пояса.
fbosdu ф 6. L 200
fjoodu ф Ь.Ь.М75 - ЗЬ Фиг. 28. Коньковый узел
надзора за сборкой фермы и своевременного контроля правильности забивки скрытых гвоздей.
Все раскосы и стойки фермы имеют одно и то же сечение из двух досок фиг. 15 и скреплены по длине одной-двумя прокладками на гвоздях.
Раскосы и стойки крепятся в углах фермы, как обычно, на гвоздях фиг. 16.
Конструкция опорного узла фиг. 17 рассчитана на воспринятие растягивающего усилия в нижнем поясе полуарки специальным железным хомутом, охватывающим дубовый опорный вкладыш.
Вследствие больших размеров упорного вкладыша последний составлен из трех отдельных частей, соединенных между собой гладкими кольцевыми шпонками.
Железный хомут нижнего пояса врезан в упорный вкладыш заподлицо с его поверхностью, имеющей форму эллиптического цилиндра с образующей, перпендикулярной к оси нижнего пояса арки.
Ключевой шарнир фиг. 18 спроектирован аналогично опорному узлу.
ТРЕХШАРНИРНЫЕ АРКИ ИЗ СЕГМЕНТНЫХ ФЕРМ
431
Разрез по А-Б
2горизонт доски 516
6 U
Фиг. 29. Свя8и между арками
Для противодействия сдвигу одной полуарки относительно другой в ключевом шарнире при монтаже фермы устанавливаются два S-образных хомута, соединяемых с арками двумя рядами вертикальных болтов.
Затяжка арки ив двух швеллеров и опорный башмак фиг. 19 имеют форму, обычную для металлических конструкций.
Связи нижнего пояса полураскосной системы показаны на фиг. 20.
б На фиг. 21 и 22 представлена трехшарнирная арка пролетом 60,05 м. Арка несет нагрузку от кровли и нескольких монорельсов г. Разбивка на панели произведена путем деления дуги окружности на равные части.
Сечение верхнего пояса составлено по высоте ив шести рядов брусков толщиной по 5 см фиг. 22. Было бы правильнее составить то же сечение из пяти рядов брусков толщиной по 6 см. Это изменение-дало бы возможность заменить верти-
Ртреэтв-Ъ
Полосовое Л лезо 450
Шбеллер Nb ТяЖфЬилиЯ
t. ЛалособоейьП9
Фиг. 30. Соединение подвесок с нижним поясом арки и с ватажкой
Толщина еварных швов везде 1,2 ем Фиг. 31. Сварной башмак опорного узла
кальные гвозди диаметром 6 мм и длиной 200 м фиг. 23 обычными ГВ08ДЯМИ 5 X 150 мм или 5,5 X 175 мм.
Нижний пояс арки ив трех брусьев в соответствии изменением усилий имеет стыки двух
мощностей фиг. 22 и 24. Во всех панелях полуарки кроме крайних ветви нижнего пояса соединены короткими прокладками на гвовдях фиг.25
Проект выполнен Промстройпроектом ■ 1934 V.
в. г. писчиков
5. Усилия в стержнях арочных ферт
Таблица I
Усилия в стержнях трехшарнирных арок из сегментных ферщ от единичной вертикальной нагрузки 1 при подъеме арки
m
IV
ЯПЯМЫДИИВ ИИВПй ИП1111ШИ ДИШ 1
стз ’ -Цх цгз -ip- ’ т xjp-p
Фиг. 32. Схема арки
151
Элементы
Схема
нагрузки
Число
панелей по верхнему поясу
n 8
n 10
n 12
n 14
я 16
n 18
Пса 20
Oi
I
10,4
13,1
-15,8
-18,4
21,0
23,8
-26,4
Oj
I
10,1
12,8
15,4
18,1
20,6
23,4
25,Э
Os
I
9,6
12,2
-14,8
-17,4
20,0
22,7
25,2
0
I
9,6
12,2
-14,9
17,5
20,0
22,8
25,3
Os
I
- 9,3
11,8
-14,4
16,9
19,5
22,2
24,7
о
I
- 9,4
-11,9
-14,5
-17,1
19,6
22,2
24,7
о
I
- 9,2
-11,7
-14,1
16,6
19,1
21,8
24,2
Ое
I
- 9,3
-11,9
-14,3
16,7
-19,2
21,8
24,3
Оо
I
-11,7
-14,0
-16,4
-18,9
21,5
23,9
Oio
I
11,8
-14,2
-16,6
19,0
21,6
23,9
Oil
I
- 14,0
-16,4
18,7
21,2
23,6
Оц
I
14,1
-16,5
18,9
-21,4
-23,8
Oia
I
16,4
18,7
-21,1
-23,5
O14
I
- 16,5
18,9
21,3
23,6
Оц
I
18,8
-21,1
- 23,4
Ом
I
18,9
21,3
23,6
Ol7
I
-21,2
- 23,4
Ом
I
21,3
23,6
Oie
I
- 3,4
Oie
I
3,6
I
9,5
11,9
14,2
16,6
19,0
21,4
23,7
T r
III
-6,5
-8,2
-10,0
-11,7
13,3
15,2
- 16,9
U i
У
4,8
6,0
7,3
8,5
9,6
11,2
12,3
TT
III
-5,3
7,1
- 9,0
- 10,6
12,5
-14,3
-16,1
U2
V
4,2
5,5
7,0
8,1
9,5
10,4
12,1
TT
II
- 5,1
-6,4
- 7,7
9,5
11,2
13,1
- 15,1
U 3
IV
4,5
5,4
6,3
7,6
8,8
10,3
11,7
TT.
II
-5,1
6,4
- 7,7
- 9,0
10,2
11,6
-13,6
U4
IV
4,9
5,9
6,8
7,6
8,4
9,4
10,8
TT
II
-6,4
7,7
9,0
10,2
11,5
12.8
Ug
IV
6,3
7,2
8,1
8,9
9,8
10,6
T7m
II
- 7,7
- 9,0
10,2
11,5
12,8
IV
7,5
8,5
9,4
10,3
11,1
rr_
II
- 9,0
10,2
-11,5
-12,8
U 7
IV
8,8
9,8
10,7 j
11,
T
II
10,2
11,5
12,8
Cg
IV
10,1
11,1
12,0
TT
II
11,5
12.8
U 9
IV
11,4
12,3
II
-12,8
Uio
IV
12,7
'
V
0,1
- 0,1
- 0,1
- 0,1
0
- 0,2
0
Di
VI
0,5
0,5
0,5
0,5
0,4
0,6
0,4
VI
-0,9
0,8
0,7
- 0,7
0,6
- 0,7
_ 0,6
D2
V
0,6
0,4
0,3
0,2
0,1
0,2
0,1
V
- 1,0
-0,6
- 0,5
- 0,4
0,4
- 0,7
_ 0,2
Dz
VI
1,3
1,0
0,9
0,8
0,8
1Д
0,7
r
1 VI
I 1,4
I -1,5
I 1,3
- 1,2
- 1,0
- 1,2
I - 1,0
4
v
1 1Д.
1 1,1
1 0,9
0,7
0,5
0,7
1 0,4
ТРЕХШАРНИРНЫЕ АРКИ ИЗ СЕГМЕНТНЫХ ФЕРМ
433
Продолжение
Примечания: 1. Составлено по материалам ЦНИПО.
2. Цифры, помеченные значком, соответствуют нагрузке по схеме III, помеченные значком , соответствуют нагрузке по схеме V. Суммирование схем II IV или ate III V дает усилия от полной нагрузки. Суммирование схем У VI дает усилия от односторонней нагрузки.
434
В. Г писчиков
IV
VI
Таблица ц
Усилия в стержнях трехшарнирных арок из сегментных ферм от едя ничной верти кал ьп ой нагрузки при подъеме арки
Ияипп fllUiiimiiiiii шипит ИПП ППТП -ф; 073 jTl J7L JTLi-J
Фиг. 33. Схема арки
fVt I.
Элементы
Схема
нагрузки
Число
панелей no
верхнему поясу в полупролете
n 8
n 10
n12
n 14
n 16
3
II
00
1 3
II
о
Ох
I
12,4
15,6
18,7
22,0
24,8
-27,9
81,1
02
I
12,1
15,3
18,4
-21,6
24,5
27;б
30,7
О3
I
-11.7
14,8
17,8
21,0
24,0
27,0
30,2
О4
I
-11,7
- 14,9
17,9
21,0
-24,1
- 27,0
-30,2
Об
I
-11,4
14,5
17,5
- 20,5
23,6
26,6
29,7
Об
I
- 11,5
14,6
17,5
- 20,6
- 23,7
- 26,6
-29,7
07
I
-11,4
-14,3
17,2
20,2
-23,2
- 26,2
29,3
о8
I
- 11,5
14,4
- 17,3
- 20,Я
-23,4
-26,3
29,4
о9
I
14,2
-17,1
20,1
23,0
- 25,9
-29,0
Ою
I
14,3
- 17,3
20,2
23,2
26,0
29,1
Оц
I
17,2
-20,0
22,9
25,7
28,8
Ol2
I
-17,3
- 20,2
-23,1
25,9
-23,9
O13
I
20,1
- 22,9
25,7
- 28,7
Он
I
20,2
23,0
25,8
28,8
Ol5
I
- 22,9
- 25,7
28,6
Oie
I
-23,0
25,9
28,7
Oi7
I
25,8
28,6
018
I
-25,7
28,8
O19
I
- 28,7
O20
I
28,8
T
I
11,6
14,5
17,4
20,2
23,1
26,0
28,9
T7
III
- 7,6
9,6
11,5
13,8
- 15,7
-17,1
-19,6
u 1
V
6,2
7,8
,3
И.В
12,5
14,1
15,7
f T
III
6,6
- 8,3
-10,5
12,7
14,8
16,8
- 18,6
U2
V
5,7
7,1
8,9
Ю,7
12,3
13,8
15,3
r r
II
- 6,1
- 7,6
- 9,1
11,1
13,2
- 15,5
17,4
Uz
IV
5,6
6,8
7,9
9,5
11,3
13,0
14,6
u4
II
- 6,1
- 7,6
- 9,1
10,7
12,2
-т. 13,7
15,7
IV
6,0
7,2
8,3
9,5
10,7
11,7
13,4
rr_
II
- 7,6
- 9,1
10,7
-12,2
13,7
15,2
Ub
IY
7,5
8,7
9,9
11,2
12,1
13,4
T T
II
- 0,1
10,7
12,2
13,7
-15,2
Ue
V
9,1
10,3
11,6
12,6
13,8
U-j
II
1
10,7
-12,2
-13,7
-15,2
IV
1
10,6
11,8
12,9
14,2
U8
II
- 12,2
13,7
15,2
IV
12Д
13,3
14,6
TT
II
13,7
15,2
и 9
IV
13,5
148
II
1
I
- 15,2
Uio
IV
1
1
1
15,1
V 1
- 0,3
0,3
- on
- 0,2
- 0,1
- 0,2
0,2
Dx
VI 1
0,6
0,6
0,6
‘0,5
0,5
0,5
0,5
VI
1,0
0,9
0,8
- 0,7
- 0,7
- 0,6
_ 0,7
O2
V
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,3
V
- 1,2
- 0,9
- 0,7
0,6
- 0,4
- 0,5
_ 0,4
Dz
VI
1,5
1,2
1.0
0,9
0,8
0,9
0,8
VI I
- 1,5
- 1.7
1,4
- 1,3 I
1,2 I
- 1.1
- А’2
Da
V
1.3
1,4
1Д
1,0 1
1 0,8 1
,7
0,5
ТРЕХШАРНИРНЫЕ АРКИ ИЗ СЕГМЕНТНЫХ ФЕРМ
435
Продолжение
Схема
Число
панелей no
верхнему поясу в полупролете
Элементы
нагрузки
n
n 10
n 12
71 14
п 16
п 18
71 20
Db
V
VI
0,9 1,1
- 1.4
1,7
- 1,6 1,9
- 1,2 1,5
- 1,0 1,4
0,9 1,3
_ 0,8 1,2
D6
VI
V
- 0,8 0,6
-1,2 1,0
-1,9 1,7
-2,1 1,8
-1,8 1,4
-1,7 1,3
-1,5 1,0
Di
v I
VI 1
1
-0,7 0,9
-1,8 1,5
1,8 2,1
-1,9
2,3
-1,6 2,0
-1,4 1,8
Ds
YI
V
-0,7 0,5
-1,0 0,8
-1,6 1,8
2,3 2,0
-2,9 2,5
-2,2 ,7
Di
V
VI
0,6 0,8
-1,1 1,4
-1,6 1,9
1 JJO JS
2,3 2,7
Dio
VI
V
0,6 0,4
1,0 0,8
-1,5 1,2
-2,1 1,8
-2,7 2,3
Du
V I
VT j
j J 0,6 j0,8
-0,9 1,2
-1,5 1,8
-1,9 2,3
Dl2
VI
V
’ 0,6 0,4
- 0,9 0,7
-1,4 1,2
-1,9 1,6
Dis
V
VI
-0,6 0,8
-1,0 1,2
-1,4 1,7
Du
VI
V
-0,6 0,5
-0,9 0,7
-1,3 1,0
Dis
V
YI
0,6 0,8
-1,0 1,2
Die
VI
V
j
-0,6 0,5
-0,9 0,7
Dn
V
VI
j
1 -0,6
1 0,8
1
Dja
VI
V
-0,6 0,5
Vi
VI
V
0,3 I
-0,2 1
1
I 0,4 1 -0,3
r
Ci3 -0,2
о,®
-0,2
0,3 -0,2
03 -0,2
0,3 -0,2
v8
VI
V
0 -0,2
0,4 0,3
0,4 0,3
0,4 0,3
о,з'
- 0,2
0,3 -0,2
0,3 -0,2
v3
VI
Y
0,4 0,3
-0,4 0,3
0,1 -0,2
0,5 -0,4
0,4 -0,3
1
0,4 0,0
1
0,4 0,3'
V
VI 1 V 1
0,3 0,2
-0,4 0,3
-0,4
0,3
0,1 -0,2
0,5 -0,4
0,4 -0,3
v6
VI
V
-0,3 0,2
-0,4 0,3
-0,4 0,3
-0,4 0,3
-.0,1
0,0
Ve
VI
V
-0,3 0,2
-0,3 0,2
-0,4 0,3
-0,4 0,3
V7
VI
V
- 0,3 0,2
-0,3 0,2
-0,4 0,3
V8
I VI
1 v
1
1
1
0,3 0,2
0,3 0,2
V8
VI
V
1 I i
0,3 0,2
Примечания: 1. Составлено по материалам ЦНИПС.
2. Цифры, помеченные значком , соответствуют нагрузке по схеме III, помеченные значком , соответствуют нагрузке по схеме V. Суммирование схем 11 IV или же III V дает усилия от полной нагрузки. Суммирование схем V VI дает усилия от односторонней нагрузки.
436
А. А. НОВИКОВ
В крайних панелях поставлены сплошные прокладки, и верхний и нижний пояса соединены двумя сплошными рядами раскосов фиг. 22, 27, 28.
Крепление к поясам решетки фиг. 26 не отличается от типовых углов сегментных ферм.
В опорных узлах фиг. 27 нижний пояс имеет самостоятельные упорные вкладыши. Однако перелом направления усилия при переходе силы сжатия с нижнего пояса на вкладыш создает вредный местный изгибающий момент в брусках верхнего пояса стр. 422.
Столь же вредный изгибающий момент появится в брусках верхнего пояса при расположении временной нагрузки, вызывающем растягивающее усилие в нижнем поясе арки.
В коньковом узле фиг. 28 этот недостаток отсутствует благодаря наличию металлических хо
мутов, непосредственно передающих усилие ни него пояса в центр конькового узла.
Сдвигу одной полуарки относительно другой препятствуют три железных S-образных хомута
В каждом узле нижнего пояса располагаются связи, соединяющие фермы попарно и обеспечивающие устойчивость нижнего пояса при сжатий фиг. 29. Крестовые раскосы связей работают только на растяжение.
Крепление подвесок к арке и к затяжке фиг. 30 осуществлено без ослабления сечения этих элементов.
Затяжка арки из двух швеллеров и опорный башмак фиг. 31 имеют форму, обычную для металлических конструкций.
Иною. А. А. НОВИКОВ
XV. РАМНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ФОНАРЕЙ.ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ1
1. Общие сведения 2 Конструкция
1 Область применения
В современных промышленных зданиях по условиям их эксплоатации каркасные стены и внутренние опоры покрытий, как правило, выполняются из несгораемых материалов и габа
рит здания не бывает полностью перекрыт деревянной рамной конструкцией.
Деревянные рамы получили распространение главным образом в фонарях, где по сравнению с фермами они дают ряд преимуществ как в архитектурном, так и статическом отношении. При рациональном выборе схемы деревянные рамы не только дают хорошие экономические показатели самой рамной конструкции, но зачастую позволяют облегчить и несущие ее Т-образные колонны.
Характерные случаи применения деревянных рам представлены на фиг. 1, 2 и 3.
Фонарь имеет обычно трапециевидный фиг. 1 и 2 или М-образный профиль фиг. 3 в зависимости от типа водоотвода и архитектурно-эксплоатационных требований.
Отвод воды наружу применяется преимущественно в фонарях малого пролета с шириной кровли не более 5 6 м. В таких фонарях
уклон рубероидной кровли назначается минимальным в пределах
Л L
10 15 В фонарях большого пролета некоторые эксплоатационные преимущества дает внутренний водоотвод, при котором уклон кровли назначается от Vie Д ха фиг. 3 в зависимости от эксплоатационных и отчасти конструктивных соображений.
Плоскости световых отверстий фонаря, как правило, бывают наклонены к горизонту под углом 60 и лишь в исключительных случаях под углом 90.
При нормальном шаге колонн 5 7 м рамы фонаря обычно располагаются только по консолям колонн, в промежутках же между ними ставятся наклонные импосты, опирающиеся на боковые элементы покрытия фиг. 4; вес кровли фонаря полностью передается на рамы, импосты же поддерживают только переплеты.
Такая конструкция: 1 выгодна экономически благодаря концентрированной передаче нагрузок,
2 дает минимальное затемнение световых отверстий.
При обычном способе опирания импоста на кровлю фонаря фиг 4 жесткая рама воспринимает только опорную реакцию R импоста, действующую в плоскости кровли.
Ноги рам раскрепляются горизонтальными импостами остекления, ригель кровлей фонаря. Для обеспечения общей продольной устойчи
1 По материалам, разработанным автором в ОТИС
Промстройпроекта.
U 1200 1200 Фиг. 1. Трапециевидный фонарь на Т-образных колоннах
Фиг. 2. Трапециевидный фонарь на консольных балках
РАМНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ФОНАРЕЙ
вости сооружения горизонтальные импосты кре- пропорций профилей здания и принимается в
пятся к железобетонным зонам или брандмауерам. соответствии с ОСТ 7626а В приведенных ниже
Продольная устойчивость может быть также до- примерах проектирования независимо от числа
стигнута оставлением в остеклении глухих пане- и расположения фонарей условно величина вет-
лей или установкой крестовых тяг из круглого ровой нагрузки в запас прочности конструкции
железа. принята: 1J
3 Нагрузки на подветренной стороне 2 o,8w ;
Действующие на раму внешние силы состоят заветренной стороне отсос 3 0,6w0;
из снеговой, ветровой и в некоторых случаях ровле wt i,vw0,
производственной нагрузок. где м0 наибольший для данной местности
Снеговая нагрузка на трапециевид- скоростной напор, определяемый по ОСТ 7626а.
ном профиле ОСТ 76266 может распределяться Отсос на кровле wx обычно учитывается только
по пролету равномерно с интенсивностью р при поверке сооружения на опрокидывание от-
или неравномерно фиг. 5а. рыв от опор.
В последнем случае интенсивность нагрузки на единицу горизонтальной проекции принимается:
на подветренной ноге. р;
кровле фонаря. 0,5р;
1
эаветренной ноге р 1 _ _та где то и а -j-. Обозначения указаны на фиг. 5а.
При расчете деревянных рам снеговая нагрузка р должна приниматься без учета подтаивания независимо от термического сопротивления кровли.
При полутеплой кровле по условиям ввода сооружения в эксплоатацию подтаивания может не происходить в течение продолжительного времени. Возможное при учете подтаивания длительное перенапряжение соединений и древесины в начальный период работы конструкции может привести к недопустимым ее просадкам и расстройству соединений.
Ветровая нагрузка, действующая на трапециевидный фонарь, зависит от основных
При невыгоднейшей схеме снегового эагружения давление ветра принимается полным расчетным.
Производственными нагрузками являются транспортные приспособления монорельсового типа. В обычных случаях подъем-
Схема I
Р
Фиг. 5а. Схемы снеговой нагрузка
нам сила этих приспособлений не превышает 1 1,5 т и легко воспринимается конструкцией рам.
4 Выбор схемы
При выборе конструкции фонаря необходимо учитывать не только экономические требования минимум стоимости самой конструкции, но и эксплоатационные и эстетические требования, предъявляемые к сооружению в целом.
438
А. А. НОВИКОВ
Для этого должны быть сопоставлены следующие свойства конкурирующих схем конструкции:
а технико-экономическая рациональность конструкции при данных пролете фонаря и нагрузках и удобство ее монтажа;
б возможность подвешивания монорельсовых путей;
в влияние опорных реакций рамы на работу железобетонных колонн; так, при относительно малой высоте здания применение распорных систем благоприятно влияет на сечение Т-образных колонн, при большой же высоте заметно утяжеляет их;
г влияние конструкции на освещение рабочих мест в соответствии с требованиями производства.
При выборе схемы конструкции фонаря необходимо учесть:
1 что при наличии в здании балочных кранов желательно увеличить жесткость здания применением рам с затяжками;
2 что архитектурно-эстетические требования зачастую могут иметь решающее значение даже в некоторый ущерб экономичности.
2. Двухшарнирные рамы малых пролетов
1 Конструкция
Малые пролеты до 7 8 м перекрываются двухшарнирными рамами простейших сечений фиг. 4. Элементы рамы выполняются из досок и жестко сопрягаются в точках В и С посредством Деревянных прокладок на нагельных, гвоздевых или болтовых соединениях.
Схема уэла на деревянных прокладках ппетт ставлена на фиг. 6. н д'
В узле следует предпочитать гвоздевые соеди нения, болты же устанавливать в минимальном количестве лишь для сплачивания элементов Из эстетических соображений может быть установлена дополнительная прокладка с выкружкой не учитываемая расчетом. ’
Фиг. 6. Жесткий узел на деревянных прокладках
Жесткий узел может быть выполнен также на фанерных прокладках. При этом по условиям работы фанеры элементы рамы требуют большей дробности сечения, чем в конструкции по фиг. 6.
На фиг. 7 представлен общий вид двухшарнирных рам на заводе Шарикоподшипник.
Элементы этих рам выполнены из брусьев, узлы сконструированы на деревянных накладках. Такая конструкция не может быть рекомендована как из архитектурных соображений, так и из конструктивных невыгодные условия работы нагельных соединений вследствие малого количества срезов.
Фиг, 7. Общий вид рам на деревянных накладках
РАМНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ФОНАРЕЙ
439
При конструкции жесткого узла на деревянных прокладках фиг. 6 для ног рамы и ригеля следует применять сечение типа I фиг. 8, а или типа II фиг. 8, б в зависимости от мощности рамы.
' При назначении размеров сечения а и я отно-
шение -jj- следует принимать от до из
условий размещения гвоздевого забоя в жестком узле и гибкости доски как элемента ноги рамы.
Толщина прокладок с обычно принимается равной толщине досок а.
Тип
a wr
б
Тип В
W
I
Фкг. 8. Типы сечений
тами, в опоре же по фиг. 10 накладками из листового железа, служащими одновременно шайбами анкерных болтов. Эти крепления одновременно предохраняют рамы от опрокидывания их ветровым отсосом.
2юя тап
Анкерное
болпи
11
И
j
-
Г'
1
1
1
.
.
ft
ПГ
L Л
- к
IT
-
-■ 1
iL
За:
1
шштт
тт-
ii
1-
м
h
1
II
И
И
11
II
1
11
ч
У
н
Фиг. 10. Опора с деревянной подушкой
В сечении типа I средний элемент лучше делать из одной доски или бруса; при сечении из двух досок ухудшаются условия работы ноги на продольный изгиб и требуются дополнительные монтажные связи для соединения элементов рамы.
Расстояние ‘между прокладками в ноге определяется расчетом ее на продольный ивгиб; в ригеле рамы при раскреплении его кровлей по всей длине достаточно конструктивных прокладок через 1,0 1,5 м. Из противопожарных соображений, а также во избежание скопления пыли образующиеся в элементах конструкции зазоры могут быть закрыты рейками.
Вид по апрелм
Фиг. 9. Опора с металлическим угольником
Конструкция опор двухшарнирной рамы должна допускать легкое исправление неточностей в размерах, могущих иметь место при изготовлении и монтаже рам и нижележащих конструкций.
Помимо воспринятия распора конструкция опоры должна устранять возможность сдвига рамы в направлении, перпендикулярном л ее плоскости.
Возможные варианты опор представлены на фиг. 9 и 10.
В варианте, представленном на фиг. 9, опорные антисептироваиные доски ей с укладываются по толю. Толщина опорной доски Ъ или срезка ноги по линии 1 1 назначается при монтаже рамы.
В варианте, представленном на фиг. 10, длина хвоста а опорной подушки назначается с запасом и подрезается при надобности при монтаже рамы.
Смещение рамы в поперечном направлении на опоре по фиг. 9 устраняется специальными бол-
2 Метод расчета и его особенности
Основной статической схемой является двухшарнирная рама ABCD фиг. 11, жесткость узлов которой достигается деревянными прокладками на гвоздевых соединениях.
Ввиду того что гвоздевые соединения вследствие их податливости не могут обеспечить абсолютной жесткости узлов В и С, возможно появление дополнительных углов поворота изогнутой оси элементов это приводит к увеличению расчетных положительных моментов в ноге и ригеле.
Для ноги расчетным всегда является узловой момент Мс; поэтому ногу в запас прочности можно рассчитывать в предположении полной жесткости узлов рамы.
Ригель рамы должен быть, напротив, проверен как балка, свободно лежащая на двух опорах.
Эта расчетная схема оправдывается следующими соображениями. Гвоздевые соединения под влиянием нагрузки получают смещения, часть которых может иметь рыхлый характер остаточные смещения.
Если принять, что под влиянием повторного действия снеговых и ветровых нагрузок рыхлые смещения по осям прокладок достигнут величины 5 о,75 мм фиг. 6, то окажется, что угол наклона изогнутой оси ригеля у опоры:
Фиг. 11. Основная статическая схема
tga
0,75 2 220 0,5
0,0136.
В балке же, свободно лежащей на двух опорах и имеющей прогиб 1 1,
tgaj 0,0133.
Отсюда заключаем, что при полном симметричном загружении ригеля опорные отрицательные моменты Mq и Mjj могут стать ничтожно малыми, и следовательно ригель должен быть проверен как балка, свободно лежащая на двух опорах.
440 А. А. НОВИКОВ
В соответствии с изложенным статический расчет рамы рекомендуется вести в двух предположениях.
1. В предположении абсолютно жесткой двухшарнирной схемы фиг. 11; по этой схеме вычисляются:
а расчетный узловой момент Мс;
б соответствующая нормальная сила в ноге Ncl
в значения вертикальных и горизонтальных составляющих опорных реакций.
2. В предположении £ условной че'шрехшар-
нирной схемы фиг. 12;
по этой схеме вычисляла ются:
Т а наибольший положительный момент в риФиг. 12. Условная четы- геле Мт и б соответ-
рехшарнирная схема ствующая нормальная
сила в ригеле NBC-
В рассматриваемых рамах отношение длины 1Ъ ноги к пролету I рамы обычно не превосходит 6.55, т. е :
тп 0,55.
Для такой рамы наибольшие значения расчетных усилий от снеговой нагрузки всегда получаются при равномерном загружении.
При определении усилий от ветровой нагрузки можно условно перенести все давление ветра на подветренную ногу, положив w2 1,4u0.
Расчетная схема загружений представлена на фиг. 11, где ,4w0 ветровая нагрузка на 1 м длины ноги;
9и 9з 9 з постоянная нагрузка на 1 м горизонтальной проекции;
Pi Р2 Рз снеговая нагрузка на 1 м горизонтальной проекции.
Горизонтальная ветровая сила Т на уровне ригеля имеет место только при наличии между рамами промежуточных импостов и определяется по формуле:
Тп ИГ7 и;п11Р 4
где п число промежуточных импостов между двумя рамами;
гиг ветровая нагрузка на 1 л длины импоста.
Расчетным узловым моментом является наибольший отрицательный момент с ваветренной стороны в узле С. Положительного момента в узле
обычно вовсе не возникает или же он достигает
лишь весьма незначительной величины.
Расчетный изгибающий момент в ноге может быть взят у начала жесткого узла фиг. 13. При этом можно принять
МС11Г. 2
при обычных размерах 1г и а
Mty 0,85 Мс. 2'
Ввиду того что нормальная сила в ноге изменяется по ее длине незначительно, ва расчетную ее величину iV, соответствующую расчетному моменту Mty, можно принять нормальную силу в точке С.
Расчетный изгибающий момент Mj в ригеле определяется в середине пролета как в простой балке, свободно лежащей на опорах.
В исключительных случаях при больших боковых нагрузках на раму необходима проверка ригеля по его опорному моменту, соответству ющему жесткой двухшарнирной схеме рамы В этом случае расчетная величина опорного момента может быть приближенно определена по формуле:
М 0,7МС. 3
Ввиду того что удельный вес нормальной силы в работе ригеля незначителен, расчетная величина ее, соответствующая моменту Мь может
быть взята приближенно по формуле:
вс 5 NGt 4
где Ncd расчетная нормальная сила в точке С ноги, определенная для двухшарнирной схемы.
3 Определение расчетных величин в двухшарнирной раме
Статический расчет жесткой двухшарнирной рамы производится обычными методами строительной механики г.
В табл. 1 2 приводятся готовые формулы для определения распора Я рамы от различных нагрузок. Формулы даны для произвольного угла р наклона ноги и 1г Ф 2.
После определения распора Я дальнейшая задача сводится к решению статически определимой системы, загруженной помимо внешних нагруэок силами Я.
Фиг. 13. Эпюра моментов
Ниже приводятся графики для определения углового момента, нормальной силы и опорных реакций двухшарнирной рамы при 1г It и р 30, значительно облегчающие вычисления.
а Графики для определения узлового момента Мс фиг. 14
Для определения изгибающих моментов вертикальные нагруэки на ногах рамы могут быть разложены на составляющие нормальные и параллельные ноге, выраженные в кг на 1 пог. м длины ноги.
Ввиду того что составляющие, параллельные ноге, не вызывают в конструкции изгибающих моментов, нагрузки, представленные на фиг. 11, можно привести в общем случае к четырем типам фиг. 14:
9i 9i Pi
02 4- Р2sin 9 з 9г Рзsin ЧI Т п w2Ja tg р,
где п число промежуточных импостов между двумя рамами. Для частного случая р 30 и 1г а формулы для Mq приведены в табл. 2.
1 См. т. II, стр. 484 Точные методы расчета рам.
Составлена по данным Клейнлогеля.
РАМНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ФОНАРЕЙ 441
Таблица 1
Формулы для определения распора
Ж
7-1 I, W7 гЛ
h h h h-irk
A J'J Л J2 J2
- J
1
-У -V
-££ 2ЙТз
t
i
„ Щ 546 D ® 8ft 2ft 3
HA 11D q ' h
mq
V V
„ _ 02 5ft 6 HA HDI 8l afe з
Vv
A D
nD -HA -f-
Таблица 2
Формулы для определения изгибающего момента в узле О
Вид нагрузки
Формула для Mq
Вид нагрузки
Формула ДЛЯ Mq
Qi
ii
Q
Яг li h h
1Щ 81а
4 V6l 4ia I
9l la I li
T
T h h
42
h u2 1 i
I
21
При 12 1т получим 1г I lt sin р
I 0,5 1т, и общее выражение для Мс при суммарном действии натру вок представится в виде:
М0 агдг aaj2 azqz I atTL 5
Выражения для коэфициентов olt а2, а8, а4 и их числовые значения для различных величин
w -у приведены на графиках фиг. 14.
При пользовании графиками а нужно иметь в виду, что числовые величины коэфициентов а увеличены в 100 раз, т. е. при исчислении погонной пагрузки в килограммах и пролета в метрах изгибающие моменты получаются в килограммовантиметрах.
б Графики для определения нормальной силы N qj в точке С ноги фиг. 15
Действующие на раму нагрузки могут быть по предыдущему приведены к четырем: qx, qit и Т.
Общую формулу для определения нормальной силы в точке С ноги получим аналогично предыдущему:
Я CD 02l2 РЛь I АГ. 6
где коэфицинты lf 2, З3, 34 имеют выражения и числовые величины, данные на графиках.
Составляющие нагрузок дъ и р, действующие вдоль ноги фиг. 11, не влияют на величину
442
А. А. НОВИКОВ
Графики для определения моментов в узлах двухшарнирной рамы
j lumwimmi.
h -г т
Мс агР2 а3Р3 12 a4TZ;
Лp момент в узле С в кгсм;
Р равномерная нагрузка в кг на 1 м элемента, действующая перпендикулярно к его оси;
Т горизонтальная сила на уровне ригеля в кгI расчетный пролёт рамы в м. ’
1 3 тп
4,0
3,5
10
25
770,35 0,40
С-
'W
ГВ С
-i
ЧА nV.
.2,0
770,35 040
адб
Q50
055
at 43,3 1 тп тп
Яэ
2,7
2,6
2,5
2А
2,3
2,2
2,1
2,0
10
18
17 7735
.
Г в Сл
ш,-
А 4
10,8
10.7
10,6
10,5
10,4
1Q3
10,2
и
10,0
9
9,8
7
7
_ 3
-
1
7
1 1 -
- L
-4-
, ■
f-
с::
-
ПГ
л
1
г
0,40 0,45 0,50 0,55 770,35
Фиг. 14
0,40
0,45
150
Q55
РАМНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ФОНАРЕЙ
443
Графики для определения нормальной силы в ногах двухшарнирной рамы
444
А. А. НОВИКОВ
Графики для определения горизонтальной составляющей опорной реакции двухшарнирной рамы
-у т
v _ 1 П т , 1 -m8 I
У U155 L rfITmTmJ
НD у1Уа8 УзЯзУг -4®J I Y
Hj горизонтальная составляющая опорной реакции в точке D в кг;
9i Чг з равномерные нагрузки в кг на 1 м элемента, действующие перпендикулярно к его оси;
qt, qs равномерные вертикальные нагрузки
■ т
У г 0,1445
т
т
РАМНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ФОНАРЕЙ
446
Графики для определения вертикальной составляющей опорной реакции двухшарнирной рамы
I. I.J у то i ,51 то
f Х 1 “Ь 2 2 Ь 4
446
А. А. НОВИКОВ
нормальной силы в верхнем сечении ноги. При определении же нормальной силы по длине ноги в ф-лу 6 необходимо внести поправку:
9г Рг sin Р ' созр- х,
где х расстояние рассматриваемого сечения от точки С.
в Графики для определения опорных реакций фиг. 16 и 17
Графики для определения Н и V составлены для двух нагрузок на ногах: 1 вертикальной и 2 нормальной к ноге.
В тех случаях, когда величины HD или VD от обоих видов нагрузок на ноге имеют простейшую зависимость, дается один график для обоих случаев, зависимость же между ними указывается в общей формуле см. ф-лы 7 и 8.
В соответствии с принятыми типами нагрузок общие формулы получены в следующем виде:
HD yi4i Уг Узз У2 Ч-к 96 I Y ’ 7
Vn 2 у 5за б 1Т. 8
Снеговая нагрувка равномерное 8агруженим в тех же мерах: '
рг 80 6 480 кгл;.
Pi Рг 80 3 240 кг;м.
Ветровая нагрузка на 1 пог. м ноги:
м2 30 1,4 3 126 кгм.
Горизонтальная сила Т на уровне ригеля:
m 3,29 _ ооп 2COS Я 2. 0,866 “ йУ Кг-
в Расчетные изгибающие момен-
т ы
Расчетные нагрузки приводим к схеме, указан ной на фиг. 14. Для этого разлагаем вертикальную нагрузку на ногах на составляющие: 1 нормальную к ноге и 2 параллельную ноге. Выражая нагрузки в кгм длины элементов получаем фиг. 14:
Zi 9i Pi 480 420 900 кгм;
2 9 р2 sin2 w2 240 220 х X 0,25 126 241 кгм;
4 Проект двухшарнирной рамы фиг. 18, 19, 20
Во всех приведенных ниже примерах расчета приняты следующие данные: древесина сосна марки I с влажностью не более 23. Допускаемые напряжения
л_ лц_ 100 0,9 90 кгсм9;
пм 110 0,9 99 кгсм.
а Схема конструкции фиг. 4 Расчетный пролет I 7,30 м; 12 3,29 м;
1г 4,01 м.
р 30; sin р 0,500; cos q 0,866; tgg 0,577.
Расстояние между рамами а 6,00 м.
б Расчетная ехема фиг. 11
Постоянные нагрузки на единицу длины го ризонтальной проекции:
дх 420 кгм;
9г 9г 220 кгм.
Яг 9г 8sinV 24 220 0,25
115 кгм;
Т 239 кг.
Пользуясь графиком фиг. 14 при
3,29 л ; е
m i тж 0’45’
находим расчетный момент в узле С:
Мс а11 22 ®3в ЛГ I 1,63 900 3,23 241 2,35 115 X
X 7,30 10,7 239 7,3 123 900 кгсм.
Наибольший расчетный момент в ригеле как в простой балке:
нагрузок М. 100 180 500 км.
г Расчетные нормальные силы
Наибольшую нормальную силу в ноге CD у узла С, соответствующую расчетному моменту Мс, определим, пользуясь графиками фиг. 15.
РАМНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ФОНАРЕЙ
иг
При т 0,45 получим:
N32 22 Ь 3 Р4Т 0,339-900 0,158-241 0,0165-115-7,30 0,587 - 239 - 640 кг.
е Расчет сечений
1. Сечение ригеля принято по фиг. 8,а: 24 см;
а 5 см; с 5 см; F6pymmo430 см2; W6pymmo 1920 см3. Проверяем напряжения:
h 401 „
h 24 ,у Фх 0,59;
Вид по стрелке
п
N
u. п-J _
V ' Fбрутто W п_
1 320
0,59 480
6pqctmbb.
Фиг. 19. Деталь жесткого уела
Наибольшую нормальную силу в ригеле принимаем приближенно:
NBC 0,5NCd 0,5 2 640 1320 кг.
tfxcftu Ь5
вид по стрелке А
ж т 901 Кг-
2. Сечение ноги из условий конструирования жесткого узла сохраняется то же, что и ригеля.
Расчетный момент в ноге у начала жесткого узла фиг. 13:
л,-
W 3’29 - -5
105 000 кгсм;
NCB 2 640 кг; 1Х 12 329 см;
1у Ь 120 см;
13,7; рх 0,67
i 1Р 24; 0,42;
п
Ncp
Fбрутто
W , М ' п__ __
‘ Фх‘ Я’ W l_
2 640
ГУ
10 500 100
69,2 кгсм.
Фиг. 20. Детали опоры Д Расчетные опорные реакции
Обозначая нагрузку на заветренной ноге д3 Рз 5 наибольшую величину горизонтальной составляющей опорной реакции определим по формуле:
Н Vii У 2 2 I у
Подставляя в формулу значение коэфициентов Ух и. У г при m 0,45, получим по графику фиг. 16:
Яр 0,2. 900 0,143 241. 7,30 Ц 1 810 кг;
Уд ii 22 “Ь 6 9б “Ь
0,275 900 0,10 241 460 0,20 - 7,3
0,39 - 239 2 745 кг.
480 0,670,42 ' 1 920 110
ж Жесткий увел фиг. 19
Жесткость узла достигается двумя рядами: парных прокладок, соединяемых с элементами рамы гвоздями 0 Ь, I 150 мм. Ширина прокладок Ь 22 см.
Расчетный момент в узле Мс 123 900 кгсм. Усилие в прокладке можно приближенно принять:
_ZV -23J00 5 620 кг.
Усилие, воспринимаемое одним срезом болта 016 по смятию прокладки:
Tg 0,5 5 1,6 72 288 кг.
Усилие, воспринимаемое одним срезом гвогдя 05, 150 мм по изгибу.
Ти 0,8 0,52 1 800. 72 72 кг.
Необходимое количество гвоздей на лолупрокладку о каждой стороны:
5 620 1 150
mN-n.2.T6 w 2 Tig
16 шт.
4 72
3 Опора фиг. 20
Hd 1 810 кг; Vd 2 745 кг.
Анкерные болты 2 0 25 закреплены в бетоне хомутами 0 8, уложенными поверх основных хомутов железобетонного элемента.
448
А. А. НОВИКОВ
Учитывая трение, получим горизонтальную силу, передаваемую на анкерные болты:
Я 1 810 2 745 0,3 988 кг и изгибающий момент, действующий в болтах: М 988 2,0 1 980 кгсм.
Растягивающая сила в анкерных болтах, возникающая при опрокидывании уголка:
N 988 1 650 кг.
9’'Т
Напряжение в анкерном болте:
N
л
1 980 1 650 g78 кг,см,'
W- 1 Р. 1,53- 2 1 3,57 -2
Напряжение в полке уголка по линии болтов:
П м
N
9 880
988
Wбрутто 1 Fбрутто 8,15 1 25 1,4
1 240 1 400 кгсм.
Напряжение смятия в опорных досках заведомо менее допускаемого.
5 Подвешивание монорельсовых путев При наличии под фонарями монорельсовых путей нет надобности в замене рамы стержневой
Фиг. 21. Подвешивание монорельса к Ферме
-беяраспорной системой фиг. 21 или в устройстве специальных дополнительных балок фиг. 22.
Фиг. 22. Подвешивание монорельса к дополнительной балке
Нагрузка от монорельса может быть передана непосредственно на раму с помощью балки
Фиг. 23. Подвешивание монорельса к раме
АЕ, подвешенной к раме в точке Е на тяжах BE и СЕ фиг. 23. Указанная конструкция обладает рядом преимуществ:
1. Сохраняется стандартность основной конструкции рамы, так как нагрузка от монорельса вызывает в элементах рамы лишь незначительные нормальные усилия.
2. При проектировании здания легко предусмотреть возможность передвижки или удлинения монорельсовых путей путем последующей установки балок АЕ и тяжей.
3. В том - случае, когда монорельсовый путь расположен не по всей длине здания, сохраняет ся единое архитектурное оформление фонаря при минимальной затемненности его. конструктивными элементами.
4. Конструкция дает значительную экономию в сравнении с типом, представленным на фиг. 22.
Благодаря наличию в конструкции распора применение ее в покрытиях на Т-образных колоннах по сравнению со схемой фиг. 21 дает некоторую экономию материала в железобетонных элементах при небольшой высоте цеха.
Рассматриваемая схема подвесного устройства фиг. 23 выгодна тем, что при загружении силой Q она противодействует горизонтальным смещениям рамы, возникающим от несимметричных нагрузок
”1
- t
G иг. 24. Схема монорельсовой балки
Если величина несимметричных нагрузок снег, ветер невелика, тяжи BE и СЕ подвесного устройства растянуты, и систему можно рассматривать как ферму фиг 23 с шарнирами в узлах
Фиг. 25. Расчетная схема на боковую нагрузку
В и С. Заменяя несимметричную часть нагрузок эквивалентной им силой И Т, усилия в элементах подвесного устройства от сил Т и Q, получим из формул:
д г Q I 2L
2 cos в
BE 2 COS в ЯАлТ-
sin 90 р. sin а р ’
sin 90 р sin о р
sin 90 р sin а ф
Z.
2
sin а.
9
9'
Ю
При большой относительной величине силы Т тяж BE вследствие сжимающих усилий ф-ла 9' выключается из работы, и статическую схему нужно принять по фиг. 25.
Пример 1. Требуется рассчитать конструкцию для подвешивания монорельса к раме фиг. 26, 27, 28, 29.
а Схема и нагрузки фиг. 23
‘8“70-703; - 350';
cosa0,S17; sin о 0,575.
Расчетные нагрузки от собственного веса, снега и ветра см. выше.
Монорельс подвешивается к любой точке балки АЕ.
РАМНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ФОНАРЕЙ
449
Грузоподъемность монорельса:
Qj 1 ООО кг;
вес тележки:
Q2 140 кг;
вес монорельсовой балки:
Q3 60 60 360 кг.
Полная нагрувка на раму:
Q 1 ООО 140 360 1 500 кг.
Для проверки возможности появления сжимающих усилий в тяжах BE и СЕ предполагаем, что монорельсовая балка может быть подвешена по неразревной двухпролетной схеме фиг. 24. В этом случае минимальная опорная реакция на Крайней опоре:
Д0 0,375 , 0,094 0, Q2 0,375 360 0,094 1 140 28 кг,
т е. даже при невыгоднейшей нагрузке сжимащих напряжений в тяжах не возникает.
б Статический расчет
Наибольшее усилие в тяже СЕ возникает при вагружении системы силой Q и несимметричной нагрузкой снег, ветер. Сила Т, эквивалентная несимметричной нагрузке, определится ив выражения:
В нашем случае имеем см. выше: wt 42 6 252 кгм;
1 оЛ 1
Pi Pl 1 1 m а 80 ■ 6 1 1 0,45 0,61 720 кг 1м горизонтальной проекции; pj 806480кгм горизонтальной проекции, т. в.: Т 252._ЬМ_ 592 кз.
Фиг. 29. Деталь опорного узла А Нормальные усилия в тяжах ф-лы 9 и
' 'N _ Р , Т sin 90 V 1500 'СЕ 2 COS а 9 ain tn J- m 9. n Я17 Г
sin a p 2-0,817
T w2 PJLJE-b-' 2 4 cos ip
т да 915 283 “1198
NBe 915 - 283 632 кг.
450
А. А. НОВИКОВ
Нормальные усилия в элементе АЕ:
NaeT.
sin 90 f
Sin a ф
sin a
592. o,575 325 кг.
Для проверки напряжений в ригеле и ноге рамы нормальнее усилия определяем приближенно, суммируя усилия от груза Q с усилиями в раме от нагрувок по фиг. 11 см. пример проектирования:
nbc т tg a tg р 1320
750 0,703 0,577 1 320 2 280 кг;
N„ L 2640
2 cos q
1 500
2 - 0,866
_ 2 640 - 3 505 кг.
Опорные реакции будут:
HD ytgy1 810 750 0,577 1 8102 240 кг; Vj Y 245 3495 кг.
в Подбор сечений
Тяжи BE и СЕ Расчетное усилие N 1198 кг.
Принимаем сечение ив круглого желева 0 16. Ослабленная площадь Fh 1,37 см. Напряжение:
n VW кг1м.
Ригель рамы ВС:
NBo 2 280 кг; М1 180 500 кгсм.
Размеры сечения соответствуют принятым в примере 1. Напряжение:
N и М 1
' ’_
п 2 280. 0,59 480 _1'
Балка АЕ:
180 500 1 920 110
93,5 90кгсм.
М
max
N л и 325 кг,
_ ql. Ql 18 3,658. 8 4 8
1500 3,65
1 395 кем.
Рама может быть выполнена по двухшарнипнпй фиг. 30 или по трехшарнирной фиг. 31 и яо схеме. I
Двухшарнирная рама несколько.более жестка удобнее для монтажа и сама по себе несколько экономичнее трехшарнирной. Однако необходимость устройства уклона кровли, достигаемого в двухшарнирной раме клиновидными накладками, а в трехшарнирной переломом оси ригеля в шарнире, делает обе конструкции экономически равноценными.
Фиг. 31. Трехшарнирная рама с повышенным шарниром
Сечение: h 24 см; Ъ 14 см; W 1 345 см3. Пренебрегая нормальной силой, получим:
М 139 500 л по ллл W Г345“ 103 100 К01'
Напряжения в жестком уэле, ноге и опорной конструкции рамы не требуют поверки вследствие малого изменения расчетных величин.
3. Рамы пшренгельного типа 1 Конструкция
Несущая способность рам шпренгельного типа значительно выше, чем рам с жесткими узлами.
ПГпренгельные рамы главным образом применяются для перекрытий больших пролетов до 9 10 м, где двухшарнирные рамы обычно трудно осуществимы, однако и при меньших пролетах применение их оправдывается экономичностью и жесткостью и п тому может быть рекомендовано во всех случаях, когда в архитектурном отношении конструкция не вызывает возражений.
Фиг. 32. Трехшарнирная рама с пониженным шарниром
Трехшарнирная схема имеет 'преимущество в том случае, когда нет уверенности в неподвижности опор рамы.
Положение шпренгеля в обеих схемах конструкции определяется требованием наилучшего использования мощности ног и ригеля, а также архитектурными соображениями.
Из этих соображений в схемах фиг. 30, 31, 32 ригель подпирается шпренгелем в четвертях его длины, а ноги в их серединах. При такой схеме ноги рамы обычно получаются более мощными, чем ригель, и сечения ног выполняются по фиг. 33, а или б.
При назначении размеров сечения ноги по фиг. 33, а следует обеспечивать.полный срез гвоздей по внутреннему шву 1 1, так как в противном случае может встретить затруднение размещение их в узлах К и Е фиг. 30 при прикреплении шпренгеля. Обычно размер b 2а обеспечивает ■удачное конструирование рамы.
При сечениях ноги по фиг. 33, а и ригеля но фиг. 33, б они сопрягаются в
РАМНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ФОНАРЕЙ
451
8Ле В простым перепуском концов досок, благодаря незначительности расчетных усилий узле В осуществление его не вызывает затруднений. При проектировании рамы’ особое внимание должно быть обращено на узлы К и Е шпренгеля, в которых большая нормаль-
а
б
i, I
ll
а сечение ноги,
б сечение ригеля
Фиг. 33. Сечения рамы:
ная сила требует значительного количества многосрезных соединений. Сечение шпренгеля и сопряжение его с ногою и ригелем могут быть выполнены по типу I или II фиг. 34. Сопряжение по типу II рекомендуется при больших усилиях в шпренгеле, так как оно повышает мощность нагельного соединения в узле Е.
Типt
4
СеЬение нтл CeveHue Сечение ьечениеиияи цмренгеля ригеля
9
61
Тип
ESC
Фиг. 34. Конструкция шпренгеля
Сопряжение по типу II может быть использовано также и в том случае, когда из архитектурных соображений желательно придать шпренгелю минимальную ширину.
2 Метод расчета
а Двухшарнирная рама
Особенность расчета- двухшарнирной рамы заключается в необходимости учета смещений в нагельных соединениях при ч наличии статической неопределимости рамы.' Величина этих смещений в узлах К, Е и В рамы влияет на работу конструкции, и это влияние должно быть учтено в расчете.
Статический расчет рамы может быть выполнен обычным методом сил.
Большие удобства представляет разложение нагрузки на симметричную и обратно симметричную метод Андре, фиг. 35. При обратно симметричной нагрузке изгибающий момент в середине ригеля Ms 0, что сводит вторую часть вадачи к решению статически определимой конструкции фиг. 35, в, г.
Изложенное позволяет принять следующий ход расчета двухшарнирной шпренгельной рамы К
Расчет рамы на симметричную нагрузку. Основная система получается разрезом шпренгелей фиг. 36 и представляет
1ЛРИНЧИП заимствован из работ инж. В. Г. Писчикова 1932 г.
собой четырехшарнирную раму, обладающую мгновенной неизменяемостью под действием симметричной части расчетной нагрузки.
Пренебрегая продольными деформациями элементов, определяем неизвестное усилие X в шпренгеле из уравнения упругой работы изгиба стержней рамы в двух предположениях: 1 без учета нагельных смещений в узлах рамы и 2 с учетом нагельных смещений.
а
б
Действительная
нагрузка
Симметричная
нагрузка
г
Обратно симметрич- Расчетная схема для
ная нагрузка обратно симметричной
нагрузки
Фиг. 35. Метод Андре при расчете на несимметричную нагрузку
Таким образом получим два уравнения
лдя Лч.
аж -Л 0; Х'
VXX
И
11'
5 - упругое расхождение точек К и Е под действием на основную систему сил X 1;
Afx упругое сближение точек К и Е под действием симметричной части расчетной нагрузки;
А е сближение точек К и Е вследствие сдвигов в соединениях узлов К, Е и В иод расчетной симметричной нагрузкой. Величину J0 можно принять равной 0,2 0,3 см, считая влияние сдвига каждого И8 трех узлов равным в среднем 0,07 0,10 см.
КЧ
Величина Aqx определится из выражения:
Aqx У в sin У У к sin W
где Уе 111 Ук прогибы точек Е и К в направлениях, перпендикулярных к ригелю и к ноге.
Величины прогибов уе и Ук в точках Е и К нетрудно найти из уравнения упругой линии простой балки 2. В частном случае, когда точка
См. т. II, стр. 350.
452
А. А. НОВИКОВ
Е находится в четверти длины ригеля, а точка К в середине ноги, величины прогибов будут:
уЕ 0,009281;
9212
13
Ук 384 ЁГ2 Величину 8ХХ найдем по формуле Мора-Максвелла фиг. 37,а:
11 - ' PM‘ydy
J Eh 0 0
М 'h Mg h
1 Л Лg dx
дхх 2 J Eh
14
3Eh 3 Eh ’
где ME и MK изгибающие моменты в точках Е и К основной системы от действия сил X 1.
Фиг. 37. Эпюры М в фиктивном состоянии
Величину Ьхх можно выразить также непосредственно через прогибы точек Е и К, пользуясь уравнениями упругой линии элементов рамы:
а- ilW sto У fir “'■ “ 114'
Определив усилие X в шпренгеле без учета и с учетом гвоздевых смещений, можем построить для обоих случаев эпюры моментов, нормальных и поперечных сил от симметричного загружения.
Для построения результативной эпюры моментов достаточно наложить эпюру М0 фиг. 37, б на эпюру Мх фиг. 37, а, увеличенную в X раз.
Расчет рамы на обратно симметричную нагрузку. Обратно симметричная нагрузка рамы может состоять из равномерного 8агружения обеих ног фиг. 35, в и из двух сосредоточенных горизонтальных т
сил -j на уровне ригеля. Последняя нагрузка обычно имеет место в том случае, когда между рамами располагаются промежуточные импосты.
При расчете рамы на обратно симметричную нагруэку рассматриваем ее как трехшарнирную статически определимую с шарниром в сере дине ригеля.
Расчетная схема для этого случая фиг. 35, г позволяет без затруднений построить эпюры М, N и Q.
В итоге имеем эпюры М, N и Q:
1 от симметричной нагрузки без учета смещений в узлах,
2 от симметричной нагрузки с учетом смещений,
3 от обратно симметричной нагрузки.
Суммируя невыгоднейшим образом эти эпюпы 1 и 3 или 2 и 3, получим расчетные значе ния М, N и Q для подбора сечений.
Предложенный метод расчета иллюстрируется примером 2.
Пример 2. Требуется определить изгибающие моменты в Д в у х ш а ри и р н ой шпренгельной раме, пред ставленной на фиг. 36.
Размеры рамы: I 8,3 м; 1г 5,00 м; L 3,30 м 2
р 30; а 2520'; у 3440'.
Симметричные нагрузки:
900 кгм; qz 200 кгм.
Моменты инерции приняты:
11 7 100 см 12 10 700 см.
В фиктивной системе при действии на нее нагрузок qx и q2 и силы х 1 m получаем эйюры изгибающих моментов в тонносантиметрах, представленные на фиг. 38, а и б. По ф-ле 12:
Лдх Jsinу ук sin а 0,00928 -М ’ Х
X 0,568 gi 0,427
4,17 0,29 - 4,46 см.
а
Моменты Мо
Фиг. 38. Величины моментов в фиктивном состоянии системы
По ф-ле 14:
Л -
ихх з
1 71,02 - 500
Eh 1 3 Eh 3 102-7 100
ТШ-700 ’75 4’26
Усилие в шпренгеле без учета нагельных смещений по ф-ле 11:
Возможное гвоздевое смещение А0 назначаем:
1 эа счет сдвига в узлах К, В и Е J„ 0,3 см,
2 вследствие перемещения каждой из опор рамы, на 0,8 см от середины пролета наружу:
к - -8 ТГЙПЙР ’8 TW '2
что дает:
J0 Aq zIq' 0,3 0,2 0,5 см.
РАМНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ФОНАРЕЙ
453
Усилие в шпренгеле с учетом смещений узлов по ф-ле 11':
Ординаты эпюры моментов без учета смещений фиг. 38, а и б:
b£ р 211 71 3,54 40 тпсм;
Ms 281 71 3,54 30 тем;
Мк М 27,2 35,2 3,54 97,4 тем.
То же при учете смещений:
МЕ Мр 211 71 3,15 13 тем;
М 281 71 3,15 58 тем;
МкМа 27,2 35,2. 3,15 83,8 тем.
б Трехшарнирная рама
Статический расчет трехшарнирной рамы приводится ниже. В общем случае конструкцию следует проверять на две комбинации нагрузок:
1. Собственный вес ветер равномерный снег.
2. Собственный вес ветер 4- односторонний снег.
В невысоких рамах -у 0,5 при относительно малых боковых нагрузках расчетные усилия обычно возникают при загружении i' за исключением поперечной силы в шарнире, которая достигает наибольшей величины при загружении 2. Как видно из рассматриваемого ниже примера, наибольшие величины М, N и Q имеют место в заветренной половине рамы.
В Проект трехшарнирной пшренгельной рамы
а Схема конструкции
Рамы располагаются через 6,00 м. В промежутках между ними в плоскости ног рамы устанавливаются наклонные импосты.
ш
■ £,500
Фиг. 39. Схема конструкции и нагрузок
Величины углов а, 3, у и р фиг. 39 и их тригонометрические функции даны в табл. 3.
Таблица 3
Угол
Величина
tg
Sin
COS
a
2310'
0,427
0,392
0,918
fi
540'
0,100
0,100
0,995
У
3110'
0,605
0,516
0,855
9
300'
0,577
0,500
0,866
б Расчетные схемы загружений
Все равномерные нагрузки qt, q2, qz исчислены в килограммах на 1 м длины 1г и 1г.
При определении величины q.x и qz действующие на ноги рамы вертикальные нагрузки
снег, собственный вес равлагались на составляющие, нормальные к ноге и параллельные ей. Последние в расчете не учитывались вследствие их малого влияния. При расчете учтены две схемы загружении конструкции:
1 собственный вес ветер слева равномерный снег фиг. 39:
i 900 кг; q 240 кг; q3 115 кг;
Q 240 кг;
2 собственный вес ветер слева односторонний снег:
qx 660 кг; q 275 кг; q3 115 кг-
Q 300 кг.
Нетрудно установить, что расчетные величины изгибающих моментов нормальных и поперечных сил имеют место при схеме 1, поперечных же сил в шарнире S при схеме 2.
в Расчетные величины
Опорные реакции:
V I Qih j h.
Уа Singj yj Ql2 900 5,0
240 3,3
8,3
5. 115-3,32
2 2-8,3
2 480 кг;
2
240 3,3
8,3
0,866
V Qih 2 з h -sin Ф VА 900 5,0 355 3,3 - 0,5 -2 480 2 605 кг;
25 ■ ■ 1 qT га 1г гх”
-ш 2 605 8'3
90052
-115-3,33,3 5 £ 2 190 г;
НА Hj q2 q3 l2 COS p Q
2 190 125 3,3 0,866 240 1 593 кг.
Усилия в шпренгелях КЕ и FG. Из уравнения моментов относительно точек В и С получим:
nke 22 24 cos 99 2Va sin р 240 3,3 -f 2 1 593 0,866 1
0,392'
2. 2480 0,5 2720 кг; I
Sin a 1
0,392 2 - 2 605
q3lz -f 2HD cos tp IVB sin p
115 3,3 2 2190 0,866 0,5 3 990 кг.
Изгибающие моменты в ноге и ригеле рамы можем определить как в простых балках
с пролетами 1г и , загруженных помимо сил
qv q2, q3 усилиями в шпренгелях:
MG q sin а 115 :_3,3_1 _ 3 990-3,3. 0 392 133 кгм-
Мк
gala
Nke h
sin a
240 3,32 _ 2 720 - 8J , 0g92 _ 554 KgM.
О ’
454
А. А. НОВИКОВ
М,
gill Npg lx ' sin у
4-8 8 cos P
900- 5,02 3 990 - 5,0 0,516 enn
32 8 M95 yU KM'
м _ Nkf ‘ll sin v
E 4-8 8 ’ cos P
900- 5,02 2 720-5,0 0,516
180 кем.
32 8 0,995
Поперечные силы в ногах:
qah L Mg - 2 Qf-Qf qt
k
115 0,825 1 3302 591 кг;
qh _ qh Qzh Mk __
240 - 0,825 - 138 кг.
Поперечные силы в ригеле: Q0’-Qm.41h-ij9os
900 -0 _ MjJj 0995 9 кг; Qp Mjcosf
90Л5. _ 1850А. 0,995 416 кг.
Нормальные силы. Усилие в нижней половине ноги CD:
Nqj ■ ф ’ d ' cos р
2190 0,5 2 605 0,866 3 350 кг.
Усилие в верхней половине ноги CD:
NQff Nqj Njpg. cos ct 3 ЗэО - 3 990 0,918 310 кг.
Усилие в нижней половине ноги АВ:
Nak НА sin р VA cos р
1593 - 0,5 2 480 - 0,866 2 946 кг.
Усилие в верхней половине ноги АВ:
Nkb N jt Nttk cos a
2 946 2 720 0,918 446 ка.
Усилие в ригеле в тЪчке С:
Nc Ncg sin 30 Р Qf cos 30 9 310 0,582 591 0,812 660 кг.
Усилие в ригеле в точке F:
Np Nj i sin p -f- Npg. cos у
660 900 ; 5,-- 0,10 3 990-0,855 2 638 кг.
Вертикальную реакцию в шарнире S определим по формуле:
При вагружении по схеме 2 фиг. 39:
v _ 660 5,0. 275- 3,32 , 115. 3,3 - 5,0 ,
D 2 2 8,3 О. Я 9 г
2 8,3
З008‘з3- 0,866 2 047 кг5 у 660_5г0 115j_3i3_2047 - 207 кг.
г Расчет элементов
Нога:
М 113 300 кгсм; N 3 350 кг. Принимаем сечение по фиг. 33,а равмерами: h 24 см; a 4 см; Ь 8 см; с 4 см-
F.
384 си2; 111142 1 535
брутто - х g
гх 6,94 см; 1Х ЬЪ0 см £ Й4 47'6
сж3
У бттто
2ha3 i8a3 , ,
тг чг:4ай
Fбрутто
0,46а 0,46 4 1,84 см;
1у 120 см; J- 65; qy 0,55;
п 3 350
'У
N. М
F- Яу W
Jn_J
п_
384 0,55
113 300
1 535 110
83 90 кгсм
Примечание. При определении гу считаем, что гвозди, соединяющие отдельные доски ноги,-не могут обеспечить монолитности составного сечения ноги, но обеспечивают единовременную деформацию досок из плоскости рамы.
Ригель
М 59 000 кгсм; N 2 638 кг.
Принимаем сечение по фиг. 33,6 равмерами: h 24 см; a 4 см; с 8 см; F6pymmo 192 см;
Wx 768 cnt3; 252 см;
Й г9-4 36 Л-0.74,
п- N Iм П-_ 263
; W ik, 192 0,74
59 000
VTjj 89 90 кгсм
768 110
Шпренгель. iV 3 990 кг.
Принимаем сечение по фиг. 33, б равмерами:
h 16 см; a 4 сл; с 8 си;
Tuiwmi 128 м 260 см,
H- m 56'5; -.-0.eo; Й п 42’5; '70;
П
2V
3 990
52 90 кгсмг.
-FlVa; 128 0,6
У в е л Е фиг. 41
В у еле Е шпренгель прикрепляется к ригелю болтом 0 16 и гвовдями 0 4,5 мм, I 90 через прокладку, внешние же Элементы шпренгеля обреваются по кромке ригеля и могут не приторцовываться.
Допускаемое усилие на один срев болта 016 при у 31 и полуоухой древесине: по ивгибу:
Tq 0,5 1,62 у 1 400 - 60 372 кг; по смятию древесины ригеля:
Тб 0,7 4 1,6 60 269 кг.
Необходимое число гвовдей на увел:
3 990 - 269. 2 _ RQ тттт
ТТЪ _ _ оУ HIT
ОУ
РАМНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ФОНАРЕЙ
3990 Со
ms gg- 68 шт.
Узел К. В узле К фиг. 42 внешние элементы Для передачи нормального усилия с проклад-
шлренгеля непосредственно соединяются с но- ки на внешние элементы шпренгеля нужно йо
гой гвовдями 0 4,5, I 125 мм и болтом 0 ставить дополнительно гвоздей:
16 мм.
Допускаемое усилие на один срез болта при угле о. 23: по изгибу:
Т- s 0,5 1,62 1400 65 384 кг
Сечение ригеля Э3
Поиски 48 с'
4Й4
Сечение ноги М
Всего на шпренгель требуется гвоздей; га, -j- тг 93 шт.
Бруски 44
Фиг. 40. Трехшарнирная рама шпренгельного типа пролетом 1 ■ 8,3 м. Общий вид
по смятию древесины ноги:
Т6 0,7 4 1,6 65 291 кг.
болтав Осади 0АЯС9О
Фиг. 41. Деталь узла Е
Необходимое число двухсрезных гвоздей на увел
8 990 291 2 __ 0Qttt m m 592 29 ШТ
Расчет гвовдвй в шпренгеле. Сдвигающая сила по шву при продольном изгибе на половине расчетной длины:
rllz h Л -IM _ А JL в
0 с hi n_J Vvy Р
л л 884 110 1 Л 8 990 70л „я
”МЗ 128 730 К8‘
Необходимое число односрезных гвоздей 0 4,5, U 90 мм на полную длину шпренгеля:
т,
7302
59
25 шт.
Фаг. 42. Деталь узла К
Увел S фиг. 43:
N 310 кг; Q_K 591 кг.
С с
Равнодействующая усилий и 1 И 594а 310а 670 кг
450
А. А. НОВИКОВ
Допускаемое усилие на один срез болта 016 мм при угле а 62:
Тб sc 0,7 4 1,6 44 197 кг.
шш
идязс
з
Фиг. 43. Деталь узла в
Необходимое число гвоздей 0 4,5, I 125 мм:
670 197 -2 Е „ m 59 5 шт.
Фиг. 44. Деталь опоры А
Опорный узел фиг. 44. Разлагая опорную реакцию на составляющие нормальную N я касательную Т, получим:
Т Qj 591 кг; N Nj 3 350 кг.
йяяйи ё51М5Л Разрез во q-a
4. Рамы с криволинейным поясом 1 Схемы и конструкция
Рамы с криволинейным поясом применяются для фонарей пролетом от 10 до 15 м. Применение их оправдывается технико - экономическими показателями конструкции и архитектурными преимуществами.
Такая рама состоит из гибкого криволинейного пояса фиг. 46, неизменяемость которого обеспечивается четырьмя жесткими балками АВ BS, SC и CD, шарнирно связанными с поясом системой стоек.
Фиг. 46. Схема 1
В зависимости от типа водоотвода с кровли жесткие балки BS и SC располагаются с уклоном внутрь или наружу, и рама выполняется по схеме I фиг. 46 или по схеме II фиг. 47.
Гибкая арка имеет составное сечение из досок' фиг. 49 и очерчивается обычно по дуге круга'.
Толщину d досок арки рекомендуется принимать не менее 35 мм.
Отношение радиуса гнутья R к толщине досок d должно быть не менее 200. В этом случае доски выгибаются без пропаривания и начальные
' Лийиайа
Фиг. 45. Деталь шарнира S
Коэфициент запаса против скольжения: ь N ' р 3 350 0,3 Л -jfj
т 591 Смятие опорной доски:
псж 2ТГВ кгсм'
Конструкция шарнира S фиг. 45 не требует расчета вследствие незначительности поперечной силы F 207 кг и назначается по монташным соображениям.
напряжения гнутья при расчете не учитываются. Таким образом из условия выгибания досок конструкция удобно осуществляется в том случае, когда радиус криволинейного пояса:
R 200 0,035 7,0 м.
При выполнении рамы по схеме I радиус кривизны арки не является препятствием для ее осуществления благодаря небольшой величине стрелы арки. Для схемы I характерен угол наклона ригеля 5 10-30 внутрь пролета, представляющий значительные преимущества:
1 он улучшает эксплоатацию гидроизоляционного ковра, 2 создает лучшие условия для аэрации и 3 повышает интенсивность освещения эа счет отражения света от внутренних поверхносте кровли.
РАМНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ФОНАРЕЙ
457
По схеме II выполняются сравнительно низкие рамы, где отношение длины ноги 12 к пролету рамы’ I составляет не более 0,25 0,30. В более высоких рамах схема II требует применения на арку тонких досок, что создает некоторые конструктивные трудности. В этом случае при уклоне кровли наружу следует переходить к схеме III фиг. 48, очерчивая арку иэ двух центров с переломом оси в точке S.
Жесткие балки, воспринимающие главным образом изгибающие моменты, обычно имеют высокие сечения, гибкая же арка раэвивается преимущественно в ширину. Последнее особенно необходимо, когда продольные связи по нижнему поясу отсутствуют.
Учитывая значительную потерю жесткости арки вследствие податливости соединений гвоздей, можно принять, что отношение жесткости верхнего пояса к жесткости арки в плоскости системы равно бесконечности.
Таким образом можно считать, что иэгибаюшие моменты полностью передаются на жесткие балки, арка же представляет собой кинематическую цепь, неизменяемость которой обеспечена стойками.
В зависимости от пролета и нагрузки сечение арки выполняется по типу I фиг. 49, а или по типу II фиг. 49, б.
Тип
aj 6J
Фиг. 49. Сечение арки
Для обеспечения полного среза гвоздей в среднем элементе сечения типа I ширину его следует принимать b 2а.
Жесткие балки нога и ригель выполняются из двух или трех элементов фиг. 50, а, б. Если при трехветвевом сечении арки нога выполняет-
П
Фиг. 50. Сечение жестких балок
ся из двух досок, а ригель ив трех или одной, то узлы А и В конструируются наиболее удачно.
В опорном узле А элементы должны быть центрированы. Поэтому доски ноги следует располагать в разных плоскостях е ветвями арки, так как в противном случае срезка ноги по кромке нижнего пояса усложняет конструкцию.
Конструкция уэла S должна допускать возможность расчленения рамы на две независимые части, что зачастую необходимо при транспортировании и монтаже конструкции.
В стойках системы обычно возникают только сжимающие усилия, поэтому для сопряжения их с поясами может быть допущен простой торцевой упор. Однако ив соображения монтажа должна быть обеспечена возможность воспринятия сопряжениями небольших растягивающих усилий.
Назначая расстояния между стойками, необходимо учитывать гибкость арки и внешний вид конструкции.
2 Методы расчета
а Аналитический метод
Все действующие на раму равномерно распределенные нагрузки можно привести к трем1
фиг. 51:
Чх 9 Pi;
а ff2 Рй sin р Wn. За ffz 3 sin2 tp w'
Фиг. 51. Расчетная схема
Действие на раму промежуточных импостов выражаем силами Q2 и Q3, нормальными к ноге рамы, причем:
п Va 2
И Q 3
732
Составляющими нагрузок, действующими вдоль ног, вследствие малого их влияния на напряжения пренебрегаем.
Ниже рассмотрен аналитический расчет рамы по схеме I фиг. 46 при угле р 30.
Но выведенными формулами можно пользоваться и при расчете рам по схемам II и III, изменив 8нак у угла на обратный. Вертикальные составляющие опорных реакций определятся как в простой балке пролетом I фиг. 51:
ТТ gill Q22
у А 2 ■“
21
h 1 Q3I2 , г
- 27 2
h I 21
1 л 2 7ll I Q2I2 f07 7 f32
Va 27 T IT 3Zl “ 41 -
W-U
u
ir® 15
Горизонтальные составляющие опорных реакций находим из уравнения моментов относительно точки Si
Нл 1 vAl-q2l2 h h
sin 30 8 cos Р
Pzh
sin 30 P cos P
-H
sin 30 P cos p
■
ив
N-T1- w. 1
Усилие в любой панели арки определяется по формуле:
N 17
cos а
где Я горизонтальная составляющая усилия в данной панели, а а угол наклона оси арки к горизонту в той же панели. Величина Я в обшем случае имеет постоянную величину: при не-
См. стр. 440.
458
А. А. НОВИКОВ
симметричной нагрузке соответственно для ле вой и правой половин арки, при симметричной нагрузке для всей арки, что нетрудно видеть из условий равновесия нижних углов стоек фиг. 52.
Величины Ж® и Нправ для левой и правой половин арки определяются ив уравнений моментов относительно точек В и С всех сил, расположенных слева или справа от вертикального разряда, проведенного около этих точек фиг. 51:
Фиг. 62. Статическая схема узла арки
.5 У а- кНА h cos 30 0,5 j,, Я Лв-Р2 О h
ят - £ъ 1,73Я1 2. h - ГА
ИЛИ
Нпрач _2_ 1.73Я2, qzh Ы, 18
где hg и he высоты стоек под узлами В или С. Усилие в стойке определится из уравнения равновесия нижних узлов 2 у 0 фиг. 52:
Vn Н tg ап tg яи_-х
Нормальное усилие в любой панели ноги найдем методом разреза системы в данной панели ив условия, что сумма проекций на ось ноги всех сил, действующих на вырезанную часть системы, равна нулю фиг. 51.
Для левой ноги:
- НА sin 30 VA.cos 30 -
N cos 60е а 0,5НА 0,8667 ГДЛ06 cos 60 g
COS а
для правой ноги:
£ - 0,5НЛ - 0,8667 -
__ cos 60 а
cos а
Нормальное усилие в любой панели ригеля определяем тем же методом. Проектируя все илы на ось ригеля фиг. 51, получим:
VA sin р - НА cos 3 -
qtlt cos 30 fi qxx sin P2-cos 30 - Шлев -a p F, sin В cos a
eos 1,5q2lz cos 30 qtx sin 5 тлев. 20
VD sin HD cos 1,5, cos 30 P qxx sin i fjinpcu cos a p
FI
Д7 ” ,
P
COS a
со своим внаком; углы a соответствуют рас сматриваемой панели арки.
Изгибающие моменты и поперечные силы в ноге могут быть определены как в простой балке пролетом Z2.
Яря пользовании ф-лами 15 20.входящие в них величины VAt НА, Н должны быть взяты
ш
Нога
Ригель
Фнг. 53. Расчетные схемы жестких балок
При наличии двух стоек в третях ноги фиг 53, а:
Г, 0.5F. ;
М,-ф-Г, 0,5Fji;
О 2у1.
VA 2 6
п _ 9zh , Vi 2У2
Qb Т ъ 21
22
Изгибающие моменты и поперечные силы в ригеле BS определяем, как в простой балке пролетом 0,5.
Для обычного случая при трех стойках в четвертях пролёта фиг. 53,6:
Jf. - Д5 ft4 - 8F, 2Г Г, 1
м. i яЛ- Г. 2Г, Г. -jL i,;
.SV.sv. v.0.
28
-ill , ЗУд2У5 Уд'
4
j cos 5.
24
Наибольшие расчетные усилия во всех элементах конструкции фиг. 46 обычно имеют место при совместном действии равномерной снеговой нагруэки и ветра. Если отношение длины ноги
к ригелю не превышает-j 0,4 0,5, то при
совместном действии ветра и односторонней снеговой нагрузки расчетное значение получает только поперечная сила в шарнире S, остальные же элементы конструкции могут не поверяться.
На основании выведенных выше ф-л 15 24 можно установить следующее:
1. Наибольшие изгибающие моменты, нормальные и поперечные силы возникают в заветренной половине конструкции.
2. При наличии в системе затяжки расчетное усилие в ней равно по величине горизонтальной составляющей опорной реакции с заветренной стороны, считая эту опору подвижной.
3. Наибольшее нормальное усилие в арке имеет место в опорной панели.
4. При достаточно равномерном распределении стоек наибольшее усилие возникает в стойке 1.
РАМНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ФОНАРЕЙ
459
Ввиду того что при расчетном вагружении в арке обычно возникают только сжимающие усилия, все стойки в системе сжаты.
5. Обычно в ноге действует растягивающее усилие ф-ла 20, достигающее наибольшей величины в опорной панели.
6. Расчетный момент в ноге, как правило, отрицателен. В ноге, разбитой на три панели фиг. 53, а, он достигает наибольшего значения над стойкой 1.
7. В рамах по схеме I фиг. 46 нормальная сила и изгибающий момент в ригеле обычно невелики, и сечение ригеля, назначается по конструктивным соображениям из условия размещения гвоздей в сопряжениях и достаточной жесткости балки.
б Г р а ф о а н алитический метод расчета
Имея аналитически вычисленные величины VD, Hj, Vs, Hs и H, нормальные усилия в эле-
Схема конструкций
Фиг. 54. Графический расчет нормальных усилий
ментах конструкции фиг. 54, а можно определить графическим методом. При этом необходимо учесть, что в узлах S, С и D помимо внешних сил и нормальных усилий в элементах действуют также поперечные силы в жестких балках, нормальные к их осям.
Представленная на фиг. 54, б диаграмма строится следующим образом.
Отложив в некотором масштабе величину Я, проводим из точкц 4 лучи, параллельные
соответствующим панелям арки, а через левый конец отрезка Я вертикаль параллельную стойкам.
Тогда измеренные в принятом масштабе отрезки 4 12, 4 11 и т. д. дадут усилия в панелях арки, а отрезки 12 11, Ц ю и т. д. усилия в стойках.
Переходя далее к опорному узлу D, имеем в нем две неизвестные по величине силы г про дольную в поясе 2 12 и поперечную в сечении D жесткой балки DC.
Зная направление этих сил, величину их определнем с помощью силового многоугольникя 12 4, 4 3, 3 2, 2 2 и 12 2.
Усилие в ригеле 6 S и поперечную силу
5 S в концевом его сечении S найдем из силового многоугольника 6 4, 4 5, 5 S, S S и 6 S.
Для определения нормальных усилий в панелях 2 11 и 2 10 ноги необходимо вычесть из усилия в нижней панели 2 12 проекции на ось ноги усилий в стойках 11 12 и 10 11, что и выполнено графически на фиг. 54, 6.
Для получения нормального усилия в произвольном сечении ригеля необходимо сложить усилие S 6 в концевом сечении его с суммой проекций на ось ригеля внешних сил и усилий в стойках, приложенных к ригелю слева от рассматриваемого сечения.
Графическое построение для определения усилий в произвольном сечении ригеля может быть выполнено следующим образом фиг. 54,6.
От точки 6 диаграммы откладываем вверх в принятом масштабе сил отрезок, равный по величине полной равномерной нагрузке на ригель Q 0,5 1г.
Разделив отрезок на четыре равные части по числу панелей в ригеле, проводим через точки деления прямые, параллельные оси ригеля, а через точки 6, 7, 8, 9 нормали к этой оси
6 6, 7 7,- 8 8 и 9 9.
Тогда отрезки, параллельные оси ригеля, заключенные между нормалями к ней 6 6, 7-7, 8 8, 9 9 и вертикалью S С пунктирные линии на фиг. 54, б, представят собой усилия в соответствующих сечениях ригеля.
Поперечные силы в сечении С ноги ригеля удобнее определять аналитически.
3 Пример проектирования
а Конструктивная схема и нагрузки фиг. 51
Размеры рамы: I 12,4 м; Iа 4,54 м; lt I 2 7,86 м; f 2,48 м h l2 cos р 3,94 м, fi£ 2,35 м.
Расстояние между рамами а 6,0 л.
В промежутках между рамами поставлены наклонные импосты в плоскости ноги рамы:
tgjS 0,371; j8 20 25'; sin р 0,349; cos 3 0,936;
tg q 0,577; p 30; sin p 0,5; cos p 0,866. Арка очерчивается по окружности; расчетный радиус:
: 48 12,484 2,4
8,99 м.
8 8 2,48
Ординаты арки, вычисленные по формуле у R YR углы а и тригонометриче-
460
А. А. НОВИКОВ
I
ские функции их для середины панелей приведены в табл. 4.
Таблица 4
сечения
X см
У см
tg а
COS а
Sin а
D
1
2
3
4
5
6 7
620
543
468
393
295
197
0
66
117
159
198
227
243
248
0,857
0,680
0,560
0,408
0,296
0,1735
0,0505
40 40 3415' 2917' 2215' 1632' 951' 253'
0,758
0,823
0,872
0,922
0,957
0,984
0,998
0,652
0,562
0,488
0,378
0,285
0,171
0,0505
В расчете приняты следующие схемы загружения в килограммах на 1 м длины 1г и Z2.
Схема 1. Постоянная нагрузка равномерный снег ветер слева:
дг 990 ка
q 192
5з 66 Схема 2. Постоянная агруэка -f неравномерный снег -J- ветер слева:
q1 750 кг
238
9з 66 Q, TT И
При вагружении по схеме 2 достигает расчетного значения только поперечная сила в шарнире S.
б Вычисление основных расчетных величин
Вертикальная составляющая опорной реакции:
у _ lll I 938 о 1_
rj-2 4l 3 - lt 1
990-7,86 L 66 4,54 lo „ oe , r,4.
e 2 4. 12,4 l3 Л86 4,54 , 3 - 192 - 4,542 4 24g
T 4-12,4 кг.
Горизонтальная составляющая опорной реакции:
- 2-тх8 L4 246 ■ 124- -
- 66. 4,54 4,54 4 7,86 £“ 7 200 м.
Горизонтальная составляющая усилий в правой половине арки:
4 х
X 1,73 7 200 66 - 4,54 - 4 246 - 8 210 г.
Усилия в арке:
Наибольшее в крайней панели у опоры Dy
Нпрдв _ 8 21Q
1 cos а 0,758 cos а 0,758 в третьей панели от топоры D:
дт 8 210 Л. _
3 “ 0872
Усилия в стойках, вычисленные по формуле1 Vn HmtgantgaH.1 приведены в табл. 5.
Таблица 5
стоек
цпрае
tgan
a7l1
Уп в кг
1
8 210
0,857
0,680
1455
2
8 210
0,680
0,560
985
3
8 210
0,560
0,408
1 165
4
8 210
0,408
0,296
1 090
5
8 210
0,296
0,1735
1 010
6
8 210
0,1735
0,0505
1010
Нормальные усилия в ноге. В опорной панели:
jV _ о,5Я„ - 0,86674, - нпрм и V COS в
0,5 7 200 0,866-4 246 8 220. и70о
2 920 кз.
В верхней панели:
N9 0,5 7 200 0,866 4 246
8210 2 800
Нормальные силы в ригеле жесткого пояса. В точке С:
NcVIsinp HD cos 3 9з2 0,5 cos 30 j8 3lsin 0 _ fflnpae Cpsjoj- ft e 246 0 349_
COS a. ’
1 200 - 0,936 66 4,54 0,5 0,985
9210‘ mM 850
В точке S:
Ns 4 246 0,349 7 200 0,936 66 - 4,54 0,5 0,985 - 990 3,93 0,349 '
82105f 500 KРасчетный изгибающий момент в ноге у стойки 1 фиг. 51:
1 - т4 - J'l 0,5KS £ -
- 1 455 0,5 985 - 831 ом.
Расчетный изгибающий момент в ригеле у стойки 5 фиг. 51:
■м. н ЯЛ- Г 2Г К IT h
“ И ' 990 ' ,'86 I1 090
2 1 010 1 010 7,86 110 кг м.
РАМНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ФОНАРЕЙ
461
Поперечные силы в концевых сечениях ноги:
Уд 2 6 “
в 498 кг;
66 4,54
Qo
_ qsh _ Vi. 2V2 66 ■ 4,54 _
_ 1 455 1 970 _ 420 и 6
-
990 7,f
3 1 010 2 1 010 1090
x
4 4
X 0,936 380 кг;
Ь-¥ЗГ‘ ™ Г'сOS 8
990 7,86 , 3-1 090 2-1 010 1 010
1 г 4 - Jx
X 0,936 -346 кг. в Подбор сечений
Арка. Нормальное усилие в первой панели: 10 850 кг.
Нормальное усилие в третьей панели: iV8 9 400 кг.
Радиус кривизны R 899 см.
Длина хорды 1Х 77
1
0,758
101 см фиг. 55.
Фиг. 55. Расчетная сема панели арки
ll
Стрелка 1012
1,42 см.
8R 8 899
Изгибающий момент в крайней панели принимаем равным в запас прочности:
М Nf 10 850 1,42 15 400 кгсм.
Свободная длина арки при продольном изгибе из плоскости конструкции:
1у 686 см.
Принимаем сечение по фиг. 49, а размерами h 12,0 см; а 6,0 см, с 6,0 см; Ъ 12,0 см;
-t
брутто СМ2.
12 - 363
12
_ 2 г-6,
30 400 см;
03
г 1_т _ l30 400 _ Л о
У V F V 288 С,и’
Z 686 с
гТм 66’5:
ру 0,54; Wx -а 2’,4,. 508 cut;
6 1,1 1,03
напряжение:
п 4- Я
qF'W nM 0,54. 288 508 iio 0,3 “Ь 27,5 87,8 90 кгсм.
9 400
ia
беоставыстжнТппаг,Н,ИЯМ 1 при продольном изгистержней с податливыми связями жесткость
сечения характеризуется моментом инерции I, определяемым по формуле: д
I У1о,
где 1, момент инерции монолитного сечения v коэфициент жесткости стержня Коэфициент ч определяется по формуле:
С ая2
У -.
Поперечные силы в концевых сечениях ригеля:
-h_vi tv.v. cosS
где с
СЛ2
коэфициент спайности швов, с данном случае етТп
ES6
а
а отношение суммы моментов инерции отдельных ветвей к полному моменту инерции всего сечения, в данном случае:
д Мкр 1СР
1о
б
В формуле а:
Тн допускаемое усилие на один срез нагеля;
н соответствующий этому усилию сдвиг в шве' получаемый из опытных данных; ’
е половина расстояния между центрами соседних ветвей сечения;
I полная длина стержня;
m число срезов нагелей в шве на полной длине I стержня;
S статический момент крайней ветви сечения относительно оси х;
Е модуль упругости дерева.
В данном случае: е 7,5 см; I 686 см; m 137;
Тп 87 кг; би 0,05 см; 6 12 15 1 080 с.нЗ;
£ 100 000 кгслс2.
2-2161 730 34 500
■ 0,0625;
7,5- 686 - 137 87 100000-1 080 0,05 1М;
11,4 9,87 - 0,0625 11,49,87
ЛГ 0,565 - 34 500
У 288 “
- 0,565; 8,23 см;
Я
686
8,23 Расчетное напряжение:
9 450
П_с
288 0,41
83,3; фу “ 0,41.
: 80,0 90 кгом.
В данном случае при малых величинах чу небольшие местные моменты, действующие в плоскости, перпендикулярной к плоскости продольного изгиба стержня, не влияют на величину критической силы РКр при продольном изгибе и потому могут не учитываться.
Нога жесткого пояса. N 2 940 кг;
М 83 100 кгсм.
Принимаем сечение по фиг. 50,а размерами: h 24 см; Ь 6 см; с 12 см.
Fнетто 0,85 24 12 245 ЛИ2; w в 12 - 242 1 152 см3'
6
М
Напряжение:
п-
Fнетто Wнетто 2 920
83 100
11,9 72,1 84 90 кгсм
Ригель жесткого пояса. По конструктивным соображениям принимаем сечение ригеля 12 X 22 см.
1В. Г. Писчиков, Поперечный и продольный изгиб составных стержней, Проект и стандарт 2. и 9, 1935 V.
462
А. А. НОВИКОВ
Изгибающие моменты в сечениях ног и ригеля
Таблица
сече
X
схемы
вагруже-
ния
Мс х h
Qz 9 h я 2
мх
У
схемы загр ужения
Мс-у
Ql - У 0fili-y
My
ния
в к гм
точек
0,5 h
2
в кгм
1
1,10
1
-1401
254
1 147
6
0,95
1
1401
1390
- 61
2
625
590
35
2
625
1015
390
2
2,20
1
2 802
339
- 2 463
5
1,90
1
2 802
1785
1017
2
1250
1
785
1
465
2
1 250
1 353
103
3
3,30
1
-4 203
254
3 949
4
2,85
1
4 203
1340
2 863
2
1 875
590
-1 285
2
- 1 875
1 015
860
Стойки. Наибольшее напряжение возникает, очевидно, в стойке 3:
N 1 165 кг; 1у 235 см.
Принимаем еечение стойки по фиг. 56 размерами h 10 см; Ъ 6 см;
гу 1,73 см; j Щ 136; ру 0,16.
Напряжение:
N _
1165
F44, 120 0,16
г-Ш
61,0 90 кгсм4.
Фиг. 56. Сечение стойки
Связей прокладок по расчету не требуется. Опорный увел фиг. 58. Усилие в ноге:
NH 2 920 кг;
поперечная сила в концевом сечении ноги:
QM 498 кг.
Равнодействующая сил QH и Nn:
R у 2 9202 498 2 960 кг.
Усилие в арке N 10 850 кг.
Расчетный распор HD 7 200 кг.
Нога соединяется с аркой одним болтом 012 и гвоздями 0 5,5, I 175 мм.
Допускаемое усилие на один срез болта при а 20:
Тб 0,5 1,211400 66,5 220кг. Допускаемое усилие на один срез гвоздя:
Тм 0,8 0,552 У1 800 -72 87 кг. Необходимое число двусрезных гвоздей:
2 960 880 _ m ztz m 12 шт
Шайба затяжки выполняется из Швеллера 12. Смйтие вкладыша под шайбой:
N 7 200
’ш
12 24
25 кгсм.
Смятие вкладыша аркой:
10 850 6 _ 37
П‘ 24
Вариант опорного узла для рамы без затяжки представлен на фиг. 59.
Сечение затяжки два стержня 0 22 мм. В месте нарезки концы тяжей осаживаются до 0 25 мм фиг. 66:
3,57 7 200 7,14
нетто N
2 7,14 сл42;
1 010 1100 кгсм2.
Узел 5 жесткого пояса. В узле 5 ригель и нога соединяются одним болтом 0 12 и гвоздями 0 5,5, I 125 мм фиг. 60. Допускаемые усилия на один срез:
Т„ 87 кг; Тб 0,5 1,2а У1400 40,5171 кг.
Нормальное усилие в ноге N 800 кг. Поперечная сила в концевом сечении ногн:
Q 420 кг. Равнодействующая:
RH У Q 905 кг. Необходимое число односрезных гвоэдей:
905 171 -2
п
87
7 шт.
Сопряжения стоек с аркой и жестким поясом. Сопряжения стоек разделены в расчете на два типа:
тип I для стоек 1, 2 и 3;
II 4, 5 6.
Сопряжения типа I фиг. 62. В месте сопряжения стоек с аркой нормальное усилие в стойке N разлагаем на составляющие: N' нормальную к оси арки, воспринимаемую торцевым упором среднего элемента стойки, и N касательную к оси арки, передаваемую на нагельное соединение узла через внешние элементы стойки.
Усилие в стойке N 1455 кг.
Усилие N N sin 37 1 455 0,602 877 кг.
Допускаемое усилие на четырехсревный болт 012 мм:
,Г1400
Тб 4 0,5
1,22 У
55,8 4 872 кг.
202 808
РАМНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ФОНАРЕЙ
4бг
Сечение 22
1
I 1 98 -75-4- 7Ъ
I 1
Объем дерева 1,54 лев. Вес стали с затяжкой 142 кз. Вес стали без эатяжки 67 кг
Фит. 57. Рама е криволинейным поясом пролетом I 12,4 м. Общий вид
Вид по стрелке
Фиг. 58. Опорный узел рамы с затяжкой
Вид по cmpenhe
ЧанкернШ
-12-
._ё
Ь
1 ■ ■ -gJ 18 -9-
Фиг. 59. Опорный узел рамы без затяжки
464
А. А. НОВИКОВ
Вир но стрелке
болт 012
Лрзди
-М25
Узел О
■Фиг. 62. Детали стоек 1 и 2 и разбивка горизонталь ных гвоздей в арке
Фиг. 63. Детали стоек 4, 6 и е
РАМНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ФОНАРЕЙ 466
2накладка 622
Тйозда 6 5.5
121н50
19411-4-1411 Ч-g-j
План
WflLp,
Цайба 80304
Фиг. 65. Вариант уела S с раврезкой арки в ключе
Дополнительно ставим два гвоздя 0 5,5,
I 175 мм.
Внешние элементы стойки соединяются о внутренним элементом у нижнего узла гвоздями 05,5, I 125 мм.
Необходимое число односрезных гвоэдей:
N cos 37 60 877-0,798 60
n Тгв 40 87 40 mr'
Сопряжение стоек с ногою достигается прикреплением среднего элемента стойки к ноге
болтом 012 мм и гвоздями 0 5,5, I 125 мм.
Допускаемое усилие на один срез:
Тб 0,5 1,2 у 1 400 60,5 210 кг.
Необходимое число гвоздей:
1455 2 210
“2590
тип
иг
1-0- тямгдглгя
-30-1
Шайба 30x3
■ АО ■
0101 1 30W 80 J-30 60 п
87
12 шт.
Сопряжения стоек типа II фиг. 63. Сопряжение с ригелем.
Нормальное усилие в стойке N 1090 кг. Допускаемое усилие на один срев болта 012 мм при а я: 70:
Тб 0,5 1,2 У1 400 42 179 кг.
Необходимое число гвоздей 05,5, 2 125 мм:
_ N 2Tg 1 090 179 2 „
TZ 87 9 ШТ'
Сопряжение с аркой осуществляется одним болтом 012 мм и двумя гвоздями 0 5,5, I 175 мм
Тб 0,5 1,2У1 400 42 179 кг; Т„ 87 кг. Полное допускаемое усилие на сопряжение:
2 r42Vf4ГМ 179-487.41063 кг 1 090кв.
Узел S в ключе арки фиг. 64. Нормальное усилие в ригеле N 500 кг.
Поперечная сила в концевом сечении Q 380 кг. Р авнодейству ющая:
R YN Q8 628 кг. Приняты гвозди 0 5,5, I 125 мм.
Фиг. 66. Деталь затяжки
Необходимое число гвоздей для прикрепления накладок к ригелю:
628 0 п -gY 8 шт.
Если по условиям транспортирования арку необходимо в ключе разрезать, конструкция узла делается с шарниром И8 листового железа фиг. 65.
НаибЬлыпее значение поперечной силы vs в шарнире имеет место при вагружении по схеме 2:
тт fall I flsfe iq I VD 'jT -ц a 4l e 750 7,86_ 66.543. 78g _ 4 54 3363 кг;
Vg Vj 0,5 2 аз Ф
3363- 0,5-7,86-750 - 4,54-66-0,5 188 кз
Шарнир выполняется из листового железа сечением 2x70 мм для средней ветви и 2x50 мм для крайних ветвей.
Необходимое число гвоэдей 05,5.ми для при крепления среднего листа:
188 о пт
m gy 3 шт.
Расчет гвоздей в арке. Сдвигающие усилия в трех верхних брусках арки на половине длины первой панели:
466
А. А. НОВИКОВ
при поперечном изгибе:
Чг
QS I -MS
rr то т ’ Т “ I
или на 1 м арки:
15 400 384 3 460
1 710 кг.
Т'х Цщ-2 3 390 кг;
при продольном ивгибе относительно оси х х:
или на 1 м арки:
Г; 6- 850.
Сдвигающее усилие на одной четверти полной длины арки по вертикальному шву в трех крайних брусках при продольном ивгибе относительно оси у у:
Го’-bf.fete-.-
_,nft 1 080 110 1 Л9Ш 19Я0в
1-08 Ж -loo lo4“4jw “ 1980 ’ или на 1 м арки:
гг ТОГ 576 кгм-
Горивонтальные гвовди 0 5,5, I 175 мм ставятся в максимальном количестве. При шаге а 11 см, учитывая пропуски в увлах, получим число гвовдей на 1 м бруска то 7 шт., а на все сечение 7 3 2 42 шт.
Допускаемое усилие на один срев гвовдя Т„ 87 кг. Необходимое число горизонтальных гвовдей на 1 м бруска по усилию Ту
576 л л. и 2,2 7 ШТ.
т. 3 87
Вертикальные гвозди приняты 0 4,1 110 дм: Т„ 46 кг.
По усилиям Т‘х и Т'х', учитывая горизонтальный вабой, получим необходимое число вертикальных гвовдей на 1 м длины арки:
3 390 1 350 7 2 87 2
46
50 шт.
б. Рамы двутаврового сечения е дощатой или фанерной стенкой
1 Схемы
Рамы двутаврового сечения целесообразны при пролетах от 12,0 м и выше. При меньших пролетах двутавровое сечение обычно технически не оправдывается.
Наиболее рациональные схемы рам двутаврового сечения представлены на фиг. 67, а, б, в. Выбор схемы в основном зависит от:
а характера нагрувки;
б типа водоотвода;
в условий транспортирования и монтажа конструкции.
При выборе типа стенки следует учитывать условия проивво детва работ и эксплоатации конструкции. Так, при неблагоприятном влажностном режиме от применения фанерной стенки следует воздерживаться.
а Характер нагрувок
При выборе схемы рамы решающее вначенае имеет величина ивгибающего момента в увлах В и С, так как сопряжение элементов под углом встречает наибольшие трудности.
В зависимости от преобладающей нагрузка симметричная или односторонняя угол конструируется наиболее удачно при различных статических схемах рамы.
Высота сечения рамы обычно определяется величиной углового момента.
Для предварительного вычисления увлового момента Мс в рамах равличных схем можно польвоваться графиками фиг. 68. Графики даны для нагрувок дг и q2, к которым с достаточной точностью можно привести все действующие на раму внешние нагрувки.
Фиг. 67. Схемы рам двутавровых сечений
В двухшарнирной раме отношение моментов инерции ригеля 1Х и ноги 2 принято 1Х : 1г 3 как наиболее часто встречающееся в практике. Числовые вначения коэфициентов при q 1г даны увеличенными в 100 рае.
В трехшарнирной симметричной раме со смещенным шарниром момент Мс фиг. 68 вызывается ветровой и односторонней снеговой нагрузками; при симметричном же вагружении Мс 0. При этом увловой момент может иметь как положительное, так и равное ему по величине отрицательное вначение.
В двухшарнирной раме при малых отношениях -у фиг. 67,о основная часть увлового
момента Мс обычно обусловливается симметричной вертикальной нагрувкой и момент имеет в большинстве случаев только отрицательное вначение.
Двухшарнирная схема рациональна поэтому при относительно малых снеговых нагрувках. При значительной же снеговой и малой ветровой нагрувках выгоднее трехшарнирная схема со смещенным шарниром.
Для иллюстрации польвования графиками фиг. 68 ниже приводится пример определения узловых моментов Ме в обеих рассмотренных схемах.
Графики для определения момента Мс в рамах различных типов
РАМНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ФОНАРЕЙ
467
а.
О
С
й
п,
S
Г
и
О
D
В
СО
Еч
И
а
S
О
S
S3
гг О
S о ЕГ ®
и к
В S и
о й и 5
►a g П Я g а,
Ен о
В И
О
СО
s а о 2
и И i
сб 2. 0 w ЛИ
23
Сб Cti
tc х 2
СО СО 5
04 Рч
Ь Ь ®
05 ctf К
и ш о а, а
w
сб ей
5 5 в
Он Л '
х х
IS S с
И £ и и о сб аЗ ей Oi ОчЛ
I I
©1
о
о
н
а
и
са
Ч
Фиг. 68
468
А. А. НЬВИКОВ
Трехшарнирная симметричная рама фиг. 67, в обычно имеет наибольшие узловые моменты, однако необходимое развитие узлового сечения в этой схеме меньше отражается на экономических показателях конструкции, чем в предыдущих двух. Отметим, что при увеличении угла Р наклона ригеля фиг. 67, в, жирные линии узловые моменты значительно падают ср. коэфициенты 5 и у на фиг. 68.
Пример. Требуется сравнить величины узловых моментов в рамах, изображенных, на фиг.
67, а и б. Принятые размеры: I 12,0.м; 0,5.
Нагрузки. Наибольшая вертикальная нагрузка qx 800 кгм, боковая нагрузка на двухшарнирной раме ветер д2 420 кгм. Наибольшая боковая нагрузка на трех шарнирной раме с учетом несимметричного снегового загружения q2 420 60 480 кгм. Для двухшарнирной рамы:
Mq О’хЧх а2а 1,20-800 3,88-420.12,02 373 000 кгсм.
Для трехшарнирной рамы со смещенным шарниром:
Мс ly2q2l 5,68.480 12,02 393 000 кгсм.
Из двух рассмотренных в примере схем, очевидно, следует отдать предпочтение первой, так как в трехшарнирной схеме большой положительный момент Мс усложняет конструирование уела С и требует излишнего развития сечений рамы.
Недостатком трехшарнирной схемы со смещенным шарниром является также необходимость декоративного элемента в ноге рамы для придания конструкции внешней симметрии фиг. 67, б.
б Водоотвод
При отводе воды внутрь вогнутая кровля наиболее целесообразна симметричная трехшарнирная схема рамы фиг. 67,в, пунктир, так как в других схемах фиг. 67,а и б вогнутый профиль требует для придания уклона кровле дополнительного устройства, приводящего к громоздкой конструкции.
в Условия транспортирования
Выбор схемы определяется размерами отдельных частей и удобством их перевозки. Если рама изготовляется непосредственно на строительной площадке, то на выбор ее схемы могут влиять только условия ее монтажа. Проще всего монтируются двухшарнирные рамы.
Трехшарнирные рамы требуют предварительного соединения в ключе до установки и правильного крепления при подъеме.
2 Конструкция
Для рам е фанерной стенкой целесообразны трехветвевые пояса фиг. 69, б, для рам с перекрестной стенкой двухветвевые фиг. 69, а.
В обоих случаях при выборе размеров поясных досок нужно учитывать возможность размещения нагельных соединений в угловых сопряжениях и назначать отношение не более
а
Нижний пояс рамы, работающий ,на продольный иэгиб при значительной свободной длине
его, целесообразно усиливать дополнительно горизонтальной доской фиг. 69, а и б, умень шающей влияние сдвигов в нагельных соепГ нениях на устойчивость пояса и сообщают. ему необходимую жесткость. Фиг. 69. Типы сечений
Доски перекрестной стенки располагаются под углом а 45 или 30 к оси элемента. При проверке гвоздевого забоя на усилия в раскосах стенки расчетными силами на 1 м пояса соответственно будут:
т г VT и VT’
где Т сдвигающая сила на 1 л пояса. При расположении раскосов стенки под углом а 30 размещение гвоздевых соединений несколько облегчается. Такое расположение имеет также то преимущество, что один и8 слоев стенкц про-
Разреэ по Н
Фиг. 70. Увел на натяжных болтах
ВаэреЗпо 2-2
Попособов Железо
f2 Шцрцп
гЙТуА XI
Т
сг-ао'
Фиг. 71. Узел на железных накладках
ходит неразрывно через угол рамы фиг. 71, благодаря чему угол рамы может воспринять некоторый положительный момент, вачастую возникающий в угле при монтаже рамы. В рамах с дощатой стенкой угол конструируется по одному из вариантов, приведенных на фиг. 70, 71 и 77.
На фиг. 77 пояса рамы соединяются в углу деревянными прокладками и накла; к ями на болтовых или гвоздевых нагелях. В зависимости от конструктивных возможностей один или оба
РАМНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ФОНАРЕЙ
469
слоя дощатой стенки имеют разрез цо линии а а и прикрепляются к ребровым прокладкам расчетным количеством гвоэдей.
Если из условия размещения нагелей деревянные прокладки должны иметь значительную длину, дощатая стенка в углу рамы выключается иэ работы. В этом случае рационально переходить к типу II фиг. 70 соединения поясов на натяжных болтах, закладываемых в двойные накладки поясов.
В месте пересечения осей поясов натяжной болт выгибается по дуге окружности и плотно прилегает к металлическому наконечнику угловой стойки. Составляющая усилия натяжного болта, направленная по оси стойки, передается череэ ее торец на нижний пояс рамы.
Во избежание раскрытия узла в нижнем поясе окончательную натяжку болтов следует производить после установки рамы.
г мВтаЯш и лвокладка
Разрез по 3-3
Фиг. 72. Узел в раме с фанерной стенкой
Сопряжение элементов верхнего пояса в угле может быть выполнено также на металлических накладках, прикрепляемых к верхней кромке пояса шурупами d 8 10 мм фиг. 71. В этом случае для укорочения длины накладок доски поясов должны быть максимально возможной толщины.
Фанерная стенка в раме конструируется совершенно так же, как и в обычной двутавровой балке.
Сопряжение поясов в углах обычно выполняется на фанерных прокладках и накладках фиг. 72, причем благодаря большой дробности элементов рамы используются все выгоды многосрезных соединений.
Для обеспечения жесткости рамы при монтаже или воспринятия углом положительных изгибающих моментов часть элементов нижнего пояса рамы желательно соединять в угле путем их перепуска.
8 Особенности расчета
В двухшдрнирной статически неопределимой раме следует учитывать возможность смещений в нагельных соединениях узлов В и С фиг. 67, а.
В общем случае раму следует рассчитывать по двум схемам:
1 без учета сдвигов в узлах В и С и
2 с учетом сдвигов в этих узлах.
Схема 1 дает расчетные величины узловых моментов; в относительно низких рамах
-0,45 при этой же схеме получается расчетный отрицательный момент в ноге.
1 См. Балки двутаврового сечения с фанерной стенкой.
Схема 2 дает наибольший положительный момент в сечении ригеля по середине пролета. Если принять, что ось ригеля в жестких узлах В и С получит дополнительный угол поворота lj вследствие сдвигов в соединениях, то соответствующий сдвигу момент в середине пролета определится по формуле:
лг 2В Ji
мл гГ ' 9 л- 25
Ригель рамы с выпуклым двускатном профилем при уклоне верхнего пояса в lle iу
фиг. 67, а конструктивно получает в середине пролета сечение достаточной высоты и обычно не требует поверки на дополнительные моменты от сдвигов в жестких узлах.
Расчет двухшарнирной рамы может быть произведен с помощью табл. 1 см. выше. Момент инерции ноги может быть взят на высоте 2 Л от опорного шарнира.
Если ось ноги имеет обычный угол наклона к вертикали р 33, узловой момент Мс определяется непосредственно иэ графика фиг. 68.
При относительно нивких рамах ; 0,45 j
замена всех действующих на раму нагрузок нагрузками qx и qt, принятыми в графиках, практически не влияет на точность расчета.
Расчет трехшарнирной рамы приведен в примере проектирования. Для определения моментов М0 можно также пользоваться графиками фиг. 68.
4. Проект трехшарнирной рамы
а Схема конструкции и нагрузки
фиг. 73
tg р 0,648; р 33; sin q 0,545; cos p 0,838; tg 5 0,1315; p 730'; sin Д 0,1305; cos P 0,989.
Рамы устанавливаются черев 6,0 м.
В серединах между рамами располагаются наклонные импосты.
Внешний пояо ног рам раскрепляется горизонтальными импостами, расположенными через 1,8 м, внутренний пояс имеет продольную связь в углах В и С фиг. 81.
В рассматриваемом примере уклон кровли незначителен i 115; поэтому при учете влияния на раму промежуточных импостов можно считать, что при симметричных нагрузках опорные реакции их в точках В а С взаимно погашаются в кровле и не влияют на работу рамы. При односторонней нагрузке действие на раму промежуточных импостов выразится
470
А. А. НОВИКОВ
горизонтальной силой Qj, приложенной в точке В. В расчете приняты следующие величины основных нагрузок в килограммах на 1 м горизонтальной проекции:
1 постоянные дг 510; д д3 240;
2 равномерный снег рх 480; рг рг 240 кгм;
3 неравномерный снегpt' 240; р2' 425; р3' 240 кгм и
4 ветер м8 3 30 1,4 126 кг на 1 пог. м ноги.
В дальнейшем действующие на ноги вертикальные нагрузки разлагаем на нормальные и параллельные оси ноги. Последние вследствие малого влияния их на напряжения в расчете не учитываются. Невыгоднейшие схемы загружения для правой части рамы получим в следующем виде фиг. 73.
Схема 1. Постоянная нагрузка ветер слева равномерный снег:
qx дг -J- рх 510 480 990 кг;
2 92 Р Sin2 V W2 24 24 X X 0,297 126 270 кг;
qt д9 -J- рг sin29 240 240 0,297 140 кг;
р3 _ 51Ь7,6. 71 4,42 197 4.4.
D 2 -■ 2 12,4 12.4 X
12,4
Ql
W2I2 126 4,4 _
330 кг;
2 cos 9 2 0,838
2 0.
Схема 2. Постоянная нагрузка ветер справа неравномерный снег:
ql дг рг 510 -f- 240 750 кг;
а fft Ра sin8 Ф 240 240 0,297 140 кг;
Яз 0з Рз sin3 P Wi
240 425 0,297 126 325 кг;
Qa К 2з - 7а sina 126 185 0,297 гтда “ 475
Qi 0.
Схема 3. Постоянная нагру8каветер справа: qx 510 кг ; q2 240 0,297 71 кг;
qz 240 0,297 126 197 K9f Qa 330 кг;
Qi o.
б Определение расчетных усилий
Составляющие опорных реакций в точке D определяются по формулам:
Т7 Qlh 1 21 I Qzh l-in- h I
ri-2- -rr T ismV-Tj
-2 cos p; 26
ял гл.г- ,, i, h £- -Ag Для схем загружения 1, 2 и 3 фиг. 73: т1 _ 990 7,6. 270 4,4а 140 4,4 v
VD 2 2-12,4 ■ 12,4 X 4,55 ГЦ,4 0,838 4 295 кг;
г2 750 7,6 , 140 4,42 325 4,4 v
V D “ 2 212,4 12,4 X4,55 0,838 - 3 345 кг;
X 4,55 - - 0,838 2 215 кг;
HD гтЬэ 4 295 12’4 “ -,47,6-
- 140 4,4 4,4 7,6 0,655 3 950 кгj HW 3 345 12,4 - -
- 325 ■ 4,4 4,4 7,6 0,655 - 475 7,6 0,1315
2 000 кг;
Я3 2ТТ49 2215 ‘ 12,4
197 4,4 4,4 7,6 0,655 330 7,6. 0,1315 1 395 кг.
Изгибающий момент в у еле С:
Ы2
Mq Vj' 1гsin р Hj Z2cosp. 28
Для схем вагружения 1, 2 и 3:
Mty 4 295 4,4 0,545 - 3 950 - 4,4. 0,838 5 605 кгм;
M 3 345 4,4 0,545 - 2 000 4,4 0,838 -
- 3-2-5-’4-2 2 500 кгм;
МСу 2215 4,4 0,545 1 395 4,4 0,838 l974’4.2 _ 1730 кгм.
Очевидно, что загружение по схеме 3 не дает расчетных изгибающих моментов в пролетных сечениях элементов.
Изгибающие моменты в ноге CD и ригеле
CS рамы при загружении по схемам 1 и 2 опре
деляются, как в простых балках, загруженных равномерной нагрузкой и моментом на опоре
С; момент в произвольном сечении ноги:
Я, Мех , qsx h x
М V 2 Момент в произвольном сечении ригеля:
г _ Мс_: у 1У 0,5 Ii
лг __ Moj У I giv 0,5li у
jyj-U АПТ 2
Результаты вычислений представлены в табл. 6 и на фиг. 74.
Фиг. 74. Эпюра М
Поперечные силы в концевых сечениях ноги и ригеля определяются, как в простой балке:
где 19 длина ноги или ригеля SC.
Величины их при загружении по схемам
1 и 2 приведены в табл. 7 и на фиг. 75.
РАМНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ФОНАРЕЙ
471
Изгибающие моменты в сечениях ноги и ригеля
Таблица 6
сече
ния
X
схемы
загруше-
ния
Мс х h
аз h х 2
мх
в кем
точек
У
схемы загр ужения
Мс у 0,5 1г
3r20,5Ii у 2
Му
в кем
1
1,10
1
-1 401
254
1'147
6
0,95
1
-г-1 401.
1 390
- 61
2
625
590
- 35
2
625
1015
390
2
2,20
1
2 802
339
-2463
5
1,90
1
2 802
1 785
-1 017
2
1 250
785
465
2
-1 250
1 35В
103
3
3,30
1
4 203
254
3 949
А
2,85
1
4 203
1 340
-2 863
2
1 875
590
-1 285
2
-1875
1015
- 860
Таблица 7
Поперечные силы в сечениях ноги и ригеля
точек
М
схемы
эагруже-
ния
Со
Мс
1о
Qb кг
п
1
- 308
1 275
967
и
2
- 715
568
- 147
п
1
308
1275
1 583
ин
2
715
568
1 283
п
1
1 880
1475
-3 355
Up
2
- 1425
- 660
2 085
с
1
1880
1475
405
о
2
1425
- 660
765
Наибольшая нормальная сила в ноге возникает при вагружении по схеме 1:
NW - V cos р - ЯУ sin р
- 4 295 0,838 3 950 0,545 5 750 кг.
При 8агружении по схеме 2:
N - 3 345 - 0,838 - 2 000. 0,545 3 890 кг.
Наибольшая нормальная сила в ригеле, очевидно, имеет место в сечении С при вагружении по схеме 1:
iV NV sin р ft - cos - 5 750 0,648 1 583 0,747 - 4 910 кг.
При вагружении по схеме 2:
- 3890 0,648 - 1283 0,747 - 475 1,07 3 990 кг.
в Р а с ч ет элементов
Устойчивость сжатого пояса рамы на продольный ивгиб проверена по среднему значению нормальной силы в середине длины стержня.
Величина нормальной силы от изгибающего момента определена по формуле N , где е расстояние между центрами тяжести поясов.
Сечение 2 ноги фиг. 73 и 69, а:
h 55 см; а 18 см; е h а 37 см;
Ь 6 см; с 2,5 2 5 см.
Расчетное сжимающее усилие в нижнем поясе имеет место при вагружении по схеме 1:
т 4-“ -тг--9 520 “
При расчете нижнего пояса на продольный изгиб момент инерции определяется с учетом дополнительной доски сечением 4X2 см:
1Я 17111. 18 Ю 720 см:
F 12 18 4 22 304 см;
420 см Гу 5,95 см;
5-та-70Л
ру 0,50.
При расчете напряжений площадь дополнительной доски нижнего пояса не учитывается и приторцовка ее в концевых сечениях необязательна:
N 9 520
П FPy
88 90 кгсм.
12. 18-0,5
Сечение ноги в узле С фиг. 73, 69, а: h 80 см; а 18 см; е h а 62 см; b 6 см; с 2,5 -2 5 см.
Расчетное усилие в нижнем поясе:
5 605 _ 5 750 0,62 2
Напряжение:
N 11 910
iV - 4F - 11 910 кг.
П F
216
55 кгсм.
Расчет гвоздей в дополнительной дооке нижнего пояса ноги фиг. 82:
т М. 1__Л
h' n_ ty F
_ Л_ 594 110 1 9520 _ о 320 кг
103 8 ’ ТОО Г 326 - 1 6М ’
А. А. НОВИКОВ
Необходимое число гвоздей 0 4,5, I 90 мм на половине расчетной длины ноги в каждой ветви:
т 42 шт.
Сечение 4 ригеля фиг. 73, 69, а:
h 74 см; а 18 см; е h а 56 см;
6 6 см; с 2,5 2 5 см.
На нижний пояс нашивается дополнительная доска сечением 22 X 4 см.
Сжимающее усилие в нижнем поясе:
м N 2 863 _ 7 570 кг.
0,56
Очевидно, что расчетные напряжения сжатия будут менее полученных для ноги рамы.
Расчет гвоздей вдополнительной доске нижнего пояса ригеля фиг. 82:
Ху 370 м, vу в 5,95 cMj - Ток 62; р 0,56.
5,95
Принимая в запас прочности среднее значение нормальной силы по сечению 4, получим:
11 Л N _
т -kw
_ 4 лп 594 1101 Л 7570.
’ 8,5 100 ,0,56 j 326 4
Необходимое число гвоздей 0 4,5, I 90 мм на половине расчетной длины в каждой ветви:
1445
тп -р- 26 шт.
Узел С фиг. 73, 77.
Момент Мс 5 605 кгм; нормальная сила Nn 5 750 кг; поперечная сила Qo 1 583 кг.
Растягивающее усилие по оси прокладки верхнего пояса принято:
jy - jy СОЗ р-’- -
90 Р 5 605
V 2 - 0,7
5 750 А Л Л rt 1 583 Л f лл К АНЛ
2 906 2“ 0,409 5 070 кг.
Допускаемое усилие на один срев болтового нагеля 012 иш: по смятию прокладки:
Tg 0,5 5 1,2 72 216 кг;
по смятию досок пояса при а 26:
Г, 0,5 6 1,2 63 227 кг
по ивгибу:
Тб 0,5 1,2аУ1 400. 63 215 кг.
Необходимое число четырехсрезных болтовых нагелей:
N 5070 7711 47V “ 4 215 6 ШТ‘
Ослабленная площадь прокладки и двух накладок:
F.
нетто
18 5 4. 2 1,2 13 3 187 см.
Напряжение:
п -27 кгсм.
Для придания конструкции необходимой жесткости при монтаже нижние пояса соединяются в угле двумя накладками.
Расчет г в о 8 д е й в поясах ноги. Стенки выполнены иэ досок толщиною 2,5 см, рас. положенных под углом а 30 к оси ноги' Гвозди приняты 05, 1 150 мм.
Допускаемое усилие на один срез гвоздя: по ивгибу:
Т„ 0,8 0,5й У1800 72 72 кг; по смятию раскосов:
Т 0,5 2,5 0,5 72 45 кг; по смятию досок пояса:
Т„ 0,7 3,1 0,5 72 78 кг.
Опорное сечение:
Qd 967 кг; й 30 см;
т 12 зоз __.
1Х 7п 27 000 см;
12 12 158
1350 см3.
Сдвигающее усилие:
Т Q8 967. 1 350 _ ,Q о
J 2Ijr QQQ 48,3 KfJlOB. CM.
Необходимое число гвовдей на 1 лс по ивгибу:
4 830
т 7272 534 ШТ-; по смятию раскосов:
то,
4 830
1 2 cos а 45 2 1,73 90
ШТ.
Сечение 1 фиг. 73:
Q 967 140 1,10 1121 кг; й 42 см;
1Х 68 12 73 880 см;
Sx 12 18 12 в 2 590 см. Сдвигающее усилие:
Необходимое число гвовдей на 1 м:
„ 3 930 q
2 72 2 Сечение 3 фиг. 73:
Q 967 140 3,3 1429 кг;
h 68 см;
1 12 282 000 см;
12 18 25 в 5 400 см.
Сдвигающее усилие:
т _ 1 429 - 5 400 _ „ 4.
282 000 ’ ЩСМ.
Необходимое число гвовдей на 1 м:
2 740
т72Л
SSS 19 ШТ.
Расчет гвовдей в поясах ригеля. Сечение в шарнире S фиг. 73:
Qs 765 кг; h 30 см;
1Х 42 800 см;
Sa ■ 7’52 1 840 см.
РАМНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ФОНАРЕЙ
Фиг. 77. Деталь уела
474
А. А. НОВИКОВ
вид по стрелке А к- 221
Л J
32
ш-Л шг
г
ж
Zяцты.
оаптсг
2 слоя толя 1 N
кАнтисепт.досИа 24х
ШшаЗшША
Ш
ш
ТО
J
э
SJ
‘6r2£
Фиг. 79. Опорный узел рамы с затяжкой
ЯЬздиФЪ'гУ 150 ШтЬФМ болтйФЪ
вид по стрелке a
Накладки 420
АнкврнЫе брпгМм 422.4 '
Фиг. 80. Опорный узел рамы без затяжки Разбивка гвоздей в нашивках нижнего пояса
Нашивка ригеля
I
я Г
Ч1'А.
514-
. ч4а5 80
'СтЬквизлеС.
Нашивка ноги
тпт:тптшМ
о
ВоэдийАБ'ЛЪУ СтЬкбизлеС
Фиг. 82. Усиление нижних поясов ригеля и ноги
Сдвигающее усилие: т _QS_ 765 I
1 840
32,9 кгсм.
42 800
Необходимое число гвоэдей на 1 лов, м: 3 290
71,
23 шт.
72-2
Сеч.ение б фиг. 73:
Qt 405 990 1,1 685 кг
h Si см; 1Х -18158 12 129 100 ем5
Sx 12 18. 17,5 3 780 см
Сдвигающее усилие:
rr QS 685 3 780 ОЛ ,
Г7 -ШГ”0 Необходимое число гвоздей на 1 пог. м:
2 000
w 72
14 шт.
У зе л S' фиг. 73 и 78.
Вертикальная составляющая опорной реакции:
£ НГ 22 sinр Гд
750 3,8 325 4,4. 0,545 3 345 285 кг.
Шарнир сконструирован иэ двух ветвей листового желева сечением 2 х 50 мм, прикрепленных к поясным доскам гвоздями 0 5,2 150 мм.
Без учета трения число гвоздей для прикрепления одной ветви:
285 ,
то - 4 шт.
Затяжка выполнена из круглого желева dQ 22 мм, концы осажены под нарезку до d 25 мм фиг. 66:
HD 3 950 кг; 3,57 см2;
п. в 4Л1 1105 кгсм.
' 0,57
Опорный увел сконструирован по двум вариантам.
По варианту 1 фиг. 79 рама имеет затяжку. Напряжения смятия: под шайбой затяжки:
ЕПТЯ 33 ке1см'опорной доски:
псм 2гп 18 гси2.
По варианту 2 фиг. 80 рама опирается на наклонную плоскость, нормальную к оси ноги. Разлагая опорную реакцию по нормали и по касательной к плоскости опоры при невыгод нейшем вагружении, получим:
N 5 750 кг; Q 967 кг.
Принимая коэфициент трения равным 0,3, получим коэфициент запаса против скольжения:
“ 5-759670,3 4’Ж
Деталь завяэки нижнего пояса в увле С представлена на фиг. 81.
РАЗДЕЛ ЧЕТВЕРТЫЙ
ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ СИСТЕМЫ
В. А. ИВАНОВ
I. ДВОЙНЫЕ ГНУТЫЕ СВОДЫ ШУХОВА-БРОДА
1. Общие сведения
Свод состоит из двух слоев досок, изогнутых по кривой поперечного сечения свода. Верхний дощатый слой верхний настил, несущий на себе водоизоляцию, и нижний слой нижний настил, несущий паро- и теплоизоляцию, соединяются в одно целое при посредстве уложенных между ними брусьев прогонов. Доски обоих настилов располагаются, как правило, перпендикулярно к образующей свода и являются основными рабочими элементами конструкции.
Прогоны укладываются вдоль образующей свода фиг. 1.
Фиг. 1. Двойной гнутый свод
Соединение досок с прогонами и между собою нормально осуществляется при помощи гвоздей, хотя возможно применение и иных средств скрепления болтов, шурупов.
Толщина досок настилов, сечение прогонов и гвоздевой забой назначаются по расчету ив условия прочного воспринятая ими всех усилий, действующих на свод, который таким образом является одновременно и несущей конструкцией и собственно покрытием ограждением.
Распор свода воспринимается затяжками или при наличии достаточно мощных и устойчивых опор передается через их фундаменты на грунт. Во избежание провисания затяжек их поддерживают в пролете подвесками. Затяжки и подвески обычно делаются из круглого железа.
У опор свода доски настилов прочно пришивают к крайнему прогону, плотно упирая концы их в мауерлат. Последний полностью воспринимает на себя усилия свода, затяжек и стоек фиг. 2.
Прототипом рассматриваемой конструкции можно считать свод, состоящий ив одного слоя досок, соединенных меяеду собою при помощи брусков.
Однако такая конструкция может иметь достаточную прочность лишь при очень небольших пролетах и нагрузках. При обычных пролетах,
имеющих место в практике строительства, жесткости одного слоя досок недостаточно.
Инж. Шуховым для эданий Нижегородской выставки было предложено делать сводчатые
ИНН
Ш
hr1
-Мауэрлат
-Стойка стены
Фиг. 2. Схема работы мауерлата
покрытия из нескольких слоев досок, сбитых между собою гвоздями. Получавшийся при этом тонкий свод для увеличения устойчивости
Фиг. 3. Свод Шухова
усиливался наклонными тяжами фиг. 3. Несмотря на наличие тяжей, это покрытие оказалось недостаточно устойчивым и широкого распространения не получило.
Свод Брода можно рассматривать как дальнейший этап развития конструкции покрытия. Прогоны увеличивают жесткость свода и позволяют применять покрытие для пролетов до
476
В. А. ИВАНОВ
20 м бее каких-либо дополнительных мер по увеличению устойчивости. Однако даже при небольших пролетах конструкция обладает недостаточной жесткостью при действии односторонних нагрувок. Особенно сильно сказывается этот недостаток вследствие недоучета пластических деформаций в гвоздевых соединениях при одновременном стремлении к полному использованию их механической прочности.
Неудовлетворительные условия температурновлажностного режима свода представляют опасность в отношении возможности возникновения в нем гнилостных процессов.
Все вышеуказанное заставляет относиться к своду с большой осторожностью и применять его только в тех случаях, когда обеспечено безукоризненное качество проектирования, производства работ и эксплоатации.
Применение свода в много рядовых многоячейковых зданиях не рекомендуется.
В тех случаях, когда имеется опасение за устойчивость покрытия, а также при усилении де. формировавшихся сводов, в конструкцию вводят дополнительные элементы жесткости ребра, подкосы, тяжи фиг. 4 или соединяют со сво
Фиг. 4. Двойной гнутый свод с тяжами
дами самостоятельную плоскую систему поперечную стенку, ферму, арку. Наличие такой системы позволяет опереть на нее прогоны и ввести их в работу, превратив свод иэ плоскостной конструкции в пространственную фиг. 5, а, б.
Фис. 5. Усиленный свод
Описанные способы усиления сводов существенно увеличивают их устойчивость, однако усложняют расчет и выполнение сводов и в большой мере сводят на-нет эксплоатационные преимущества свода гладкая поверхность потолка, отсутствие решетки и пр. Применение наклонных тяжей кроме того требует дополнительного расхода металла.
2. Описание элементов конструкции
1 Настилы
Доски нижнего настила пришивают к прогонам нормально вплотную друг к другу; доски же верхнего настила располагаются с небольшими зазорами для вентиляции воздушного прослойка между настилами, что является необходимым с точки зрения долговечности покрытия.
Отсутствие вентиляции в данном случае особенно опасно, так как несущая конструкция скрыта от непосредственного наблюдения, и место протекания кровли трудно своевременно обнаружить. При неправильном устройстве утепления и пароизоляции увлажнение свода легко может произойти также и от конденсации паров проникающих в него снизу. Влага обычно попадает таьже в конструкцию в процессе производства работ в связи с применением влажного лесоматериала, намокания утеплителя под дождем и т. п.
Для создания в конструкции осушающего режима у опор свода устраивают специальные небольшие отверстия для доступа внутрь свода наружного воздуха, у шелыги ставят вытяжные флюгарки с таким расчетом, чтобы обеспечить проветривание внутреннего пространства по всей площади покрытия фиг. б.
Фиг. 6. Поперечный и продольный разрезы свода
Для нижнего настила в целях большей плотности обшивки полезно применять вагонку, шпунтованную или в четверть.
Толщина досок назначается по расчету и колеблется в пределах от 1,9 до 3,5 см. Применять доски тоньше 1,9 см не следует.
При устройстве железной кровли таковая обычно укладывается непосредственно по верхнему настилу фиг. 6. Под толевую или рубероидную кровлю по верхнему настилу делается сплошная обшивка сухими досками толщиною 19 мм и шириною около 50 мм под углом 45 к образующей свода защитный настил.
Доски- основных настилов свода должны быть возможно более длинными для уменьшения числа стыков и количества гвоздей, идущих на их перекрытие. Стыки досок располагаются нормально на прогонах.
В обычной конструкции сводов стыки досок не перекрываются специальными накладками и располагаются по развертке свода вразбежку в шахматном порядке. При этом ослабление сечения свода вследствие наличия неперекрытых стыков составляет 50.
Для уменьшения ослабления сечения свода стыки досок иногда перекрывают односторонними накладками с внутренней стороны свода фиг. 7.
Вследствие малой жесткости такого стыка устройство его не рекомендуется.
При толщине досок настилов от 3,0 до 3,5 см возможно перекрытие их вполдерева фиг. 8. Однако рекомендовать эту конструкцию также нельзя вследствие сложности ее изготовления.
Для устройства настилов возможно применение пиломатериалов пониженного качества,
ДВОЙНЫЕ ГНУТЫЕ СВОДЫ
477
так как использование прочности материала обычно бывает неполное. Совершенно недопустимы конечно признаки гнили в применяемом материале.
Фиг. 7. Перекрытие стыка настилов
Фиг. 8. Перекрытие стыка настилов вполдерева
2 Прогоны
Назначение прогонов связывать настилы в одно целое и тем придавать сечению свода необходимые мощность и жесткость. Размеры прогонов назначаются по расчету: высота определяется из условия прочности сечения свода под действием расчетных усилий, а ширина должна быть достаточной для возможности размещения требуемого количества гвоздей. Кроме того ширина прогонов имеет существенное значение при поверке на выдергивание гвоздей, стремящихся под влиянием сдвигающих сил свода повернуть прогоны около их продольных осей. Рекомендуется назначать ширину прогонов равной их высоте.
При подборе сечения свода высоту прогонов следует принимать от 0,008 I до 0,010 I где I расчетный пролет свода в зависимости от нагрузок, очертания свода и выбранной толщины настилов.
Для увеличения общей жесткости длину прогонов следует делать по возможности большой, однако не в ущерб их стоимости до 6 6,5 м. Стыки прогонов располагаются в шахматном порядке.
Расстояние между прогонами зависит главным образом от длины и толщины досок, применяемых для настилов, и колеблется от 65 до 125 см ТУ и Н 1931 г., 229. Прогоны следует размещать с таким расчетом, чтобы по возможности использовать полную длину принятых досок.
Крайний прогон у опоры плотно пригоняется к мауерлату и сплачивается с ним болтами диаметром 12 16 мм или насаживается на внутренних вставных шипах.
Разрушение сводив обычной конструкции при одностороннем загружении чаще всего происходит вследствие поворота прогонов относительно их продольных осей с выдергиванием гвоздей фиг. 9. Поворот прогонов начинается прежде всего в воне действия наибольших поперечных сил. Сначала поворот совершается без отрыва от настилов, путем некоторого их искривления. Затем шляпки гвоздей начинают вминаться в древесину настилов, и разрушение наступает или от продавливая ия шляпок гвоздей сквозь доски или от вырывания гвоздей из прогонов.
Задолго до полного разрушения свод получает недопустимо большие деформации.
Для увеличения устойчивости прогонов иногда устраивают между ними распорки из отрезков
досок, которые пришивают гвоздями к прогонам и настилам фиг. 10. Если распорки поставлены достаточно часто через 40 50 см, то возможно устройство прогонов из досок, поставленных на ребро. При этом расстояние между
прогонами делается при- г_
мерно в 2 раза меньше '
указанного выше для прогонов иэ брусьев х.
Однако применение распорок усложняет ра- Фиг. 9. Работа гвоздей на боту по устройству сво- выдергивание да и удорожает его.
Целые брусчатые прогоны не рекомендуется делать выше 20 см., что ограничивает область применения обычной конструкции свода пролетами до 20 м.
Разрез cboOa
Фиг. 10. Свод с распорками 3 Мауерлаты
Давление свода передается полностью на мауерлат, представляющий собой брус со скошенным в сторону свода углом. Размеры и конструкция мауерлата фиг. 2 определяются в соответствии с величиной действующих на него нагрузок вертикальной опорная реакция и горизонтальной распор.
При устройстве свода по сплошным стенам мауерлат делают ив одного бруса, уложенного вдоль карниза стены. Мауерлат плотно соединяют е крайним прогоном свода, что придает опорному узлу ббльшую жесткость. При консольно-балочном решении мауерлата стыки в нем следует располагать примерно в 16 расстояния между затяжками.
В случае устройства свода на деревянных каркасных стенах мауерлат укладывается непосредственно по стойкам стены и одновременно служит для них верхней обвязкой.
Если при этом расстояние между точками опор мауерлата велико, то конструкция мауерлата принимает более мощную форму составной балки.
Во всех случаях при расчете опорной конструкции следует иметь в виду необходимость придания ей достаточной жесткости.
4 Затяжки
Распор свода погашается затяжками или воспринимается непосредственно опорами. При высоких и легких стенах следует ставить затяжки. Затяжки делаются, как правило, металлическими.
1 Подобный свод испытан в Ленинграде в 1931 г. и показал достаточный запас прочности.
478
В. А. ИВАНОВ
Во всех случаях практики следует помнить, что при недостаточной прочности затяжек неизбежно обрушение всего покрытия. Ввиду этого необходим тщательный бракераж материалов и изделий, идущих на изготовление ватажек муфт, сварныхстыков и пр.
ратяшко
Фиг. 11. Крепление подвесок
Через каждые 3 4 м ватяжки поддерживаются подвесками ив тонкого круглого железа толщиною 4 5 мм. При устройстве подвесок рекомендуется предусмотреть возможность регулировки их длины, что легко достижимо включением скоб и наревкой верхних концов подвесок фир. 11.
Устройство сводов бее ватяжек требует неподвижности опор, способных воспринять распор свода, что трудно осуществимо при высоких стенах. При низких стенах фундаменты их должны быть соответственным образом рассчитаны и сконструированы фиг. 12.
б Скрепления
Для соединения отдельных частей свода между собой применяются главным образом гвозди. Наиболее ходовые размеры гвовдей: длина от 10 до 15 см, диаметр от 4 до 5,5 мм.
Правильная забивка гвовдей и точное размещение их по проекту являются основным условием надежности покрытия.
Гвозди должны иметь нормальную шляпку. Еще лучше применять широкошляиные гвовди, так как раврушение конструкции нередко начинается из-ва вмятия шляпок гвовдей в доски настилов.
В стыках досок для прикрепления их концов к прогонам рекомендуется применять шурупы, помещая их в предварительно рассверленные отверстия, что устраняет опасность раскалывания конца доски. Особенно большую пользу это приносит при узких прогонах, где расстояние от шурупа до конца доски получается значительно меньше минимума, установленного нормами для гвоздей.
Болты применяются лишь как вспомогательное средство скрепления у опор свода, для сбалчивания мауерлата с крайним прогоном или для присоединения к своду каких-либо дополнительных частей конструкции тяжей, ребер и т. п.
в Утепление и кровля
Утепляющий слой обычно укладывается на нижнем настиле свода. Во ивбежание проникания паров ив помещения внутрь свода под теплоизоляцией должен иметься воздухонепроницаемый слой из изоляционной бумаги, осмоленной фанеры и т. п.
Изоляционная бумага расстилается, как правило, сплошь по всей поверхности нижнего настила. В исключительных случаях укладывают ее отдельными полосами в промежутках между прогонами фиг. 13. При этом края бумаги загибают по стенке прогона и пришивают к ней гвовдями черев тонкую рейку. Еще лучше в этом случае варанее подшивать к прогонам снизу полоски толя, перекрываемые в дальнейшем кусками иволяционной бумаги.
Сплошной слой изоляционной бумаги по нижнему настилу
Полосовая изоляция между прогонами Фиг. 13. Укладка пароизоляпии
Основным требованием, предъявляемым к теплоизоляции, являются малое содержание влаги и безвредность в отношении ваноса источников грибной варавы.
Поэтому все органические васыпки не могут быть рекомендованы для применения. В случав же неивбежности применения таковых необходимо обеспечить защиту васыпок от намокания при проивводстве работ, а также тщательно соблюдать правила вентиляции и изоляции свода. Кроме того должно проивводиться антисептирование засыпок.'
Кровля должна быть совершенно водонепроницаема. Ежегодно после вимнего севона нужно проивводить тщательный осмотр кровли и все вамеченные дефекты устранять. Очистку крыши от снега и льда следует проивводить осторожно, чтобы не пробить в ней отверстий.
7 Фонари
Простейшим является устройство поперечного фонаря фиг. 14. Для этого часть поверхности свода освобождается от настилов, и над обравовавшимся отверстием устраивается фонарь. Прогоны частично убираются; оставшаяся часть пропускается черев фонарь для обеспечения связи между соседними отревками свода. Нагрувка g площади фонаря передается на соседние участки свода, которые должны быть соответственно усилены.
Недостатком этого решения является снижение общей жесткости свода, а также криволинейное очертание фонаря, затрудняющее устройство остекления и переплетов.
ДВОЙНЫЕ ГНУТЫЕ СВОДЫ
479
Устройство продольного фонаря при обычной конструкции перекрытия невозможно, так как требует полной переревки досок настилов по всей длине свода.
Иногда для устройства фонаря соседним участкам придается различная кривизна фиг. 15.
При этом в цилиндрических сводах значения изгибающих моментов получаются несколько больше действительных.
Теоретически параболический свод является более выгодным в силу отсутствия в нем моментов и поперечных сил от равномерной нагрузки
Ей „ Ствктт
Уступ, получающийся на границе смежных участков, заполняют остеклением. Если при этом между стойками оконных рам устраиваются раскосы, то полученная конструкция играет роль самостоятельной фермы жесткости, поясами которой служат соседние участки сводов.
Такая конструкция дает известную экономию, облегчая как фонарь, так и все покрытие в целом, и может быть рекомендована для соответствующих случаев практики. Аналогичное решение возможно при устройстве покрытия из участков одинаковой кривизны, но расположенных в различных уровнях фиг. 16.
В обоих последних случаях стекла фонарей находятся в вертикальном положении, что является наилучшим в эксплоатационной точки врения.
3. Проектирование и расчет сводов
Проектирование свода начинают с выбора его очертания и назначения подъема, т. е. отношения стрелы к пролету. Для очертания свода обычно принимают параболу или круг.
Параболические своды обладают тем преимуществом, что в них при равномерно распределенной по плану нагрузке действуют лишь нормальные сжимающие усилия, тогда как в цилиндрических сводах в этом случае возникают небольшие моменты и поперечные силы.
Параболические и цилиндрические двухшарнирные своды рассчитываются, как трехшарнирные.
по всему плану свода. С другой стороны, постоянная кривизна цилиндрического свода является положительным фактором, повышающим устойчивость свода. Учитывая последнее обстоятельство, а также удобство производства работ, рекомендуется проектировать своды кругового очертания.
Отношение стрелы к пролету свода устанавливается, исходя как из конструктивных особенностей свода, так и из назначения перекрываемого помещения. Отношение это принимается в пределах от хв до 14, если не имеются в виду какие-либо специальные условия в отношении использования пространства под сводом.
Назначать стрелу свода меньше 1в пролета не следует, так как помимо увеличения распора при этом возрастает опасность потери формы свода.
После выяснения точных геометрических размеров свода вычисляют нагрузки. Временная нагрузка снег учитывается в двух положениях: по всей площади покрытия и е одной стороны свода.
Произведя статический расчет, определяют расчетные ’ усилия и соответственно им назначают размеры элементов свода.
Согласно ТУ и Н изд. 1931 1934 гг., 230 и 232 все продольные усилия, возникающие в настилах свода под влиянием моментов и сжимающих. сил, должны восприниматься половиной всех досок верхнего и нижнего настилов ввиду наличия 50 стыков.
При этом должен производиться учет напряжений от начального выгиба досок.
480
В. А. ИВАНОВ
Устойчивость свода должна быть обеспечена соответствующим снижением допускаемых напряжений путем умножения их на коэфициенты рг и фу ТУ и Н 18 25.
Сдвигающие усилия воспринимаются гвоздями, которые соединяют составное сечение свода
нию между соседними стыками четных и нечетных рядов досок. Расстояние между стыками досок настилов не следует делать меньше трех интервалов между прогонами.
Кроме расчета гвовдей на срев обязательна поверка их на выдергивание ив прогонов вслед.
Верхняя обшибка из досок 2.5 х 5 с зазором 5 см '
УтеплитЬ
Косой защитный настил из Ьрускоб 5х 1,9
Кобылки через 100
Фиг. 17. Пример двойного гнутого свода. Поперечный разрез свода
Фиг. 18. План свода
s одно целое. Для определения необходимого количества гвовдей их рассчитывают по продольому усилию N сдвиг при продольном изгибе,
ДбоОной рубероид Верхняя обшибка 2.5x15 Прогон
Защигпиыр настил 5x1.9 под L 45к направлению г Ошибки
, Ниняя обшибка 2.5x18
Фиг. 19. Сечение свода
поперечной силе Q сдвиг при поперечном изгибе и изгибающим моментам ш перекрытие стыков дооок, суммируя полученные значе шя.
Полученное количество гвоздей распределяют на участке поровну между всеми прогонами.
Практически стремятся к тому, чтобы отдельные расчетные участки соответствовали расстоя-
ствие опрокидывания последних; при этом в расчет вводятся все гвозди кроме вабитых в стыках досок настилов.
Чтобы предотвратить вмятие шляпок гвоздей в настилы, не следует при тонких досках применять слишком мощные гвоэди. Рекомендуется соотношение диаметра гвоздя dge и длины Zee к толщине настила A: dge от до ги Л, от 4 до 5 h. На фиг. 17 19 дан пример решения двойного гнутого свода пролетом 16 м.
4. Производство работ
При возведении двойного гнутого свода необходимо соблюдение следующих основных требований.
Концы досок настилов должны быть тщательно пригнаны друг к другу в стыках и к мауерлату на опорах; следует избегать перекоса рядов
ДВОЙНЫЕ ГНУТЫЕ СВОДЫ
481
досок во время пришивки настилов; соблюдать вентиляционные щели в верхнем настиле и продухи у карниза, не оставляя их засоренными мусором и щепой; не пришивать доски настилов с прижимом, т. е. не вабивать гвозди наискось в одну сторону,
Наи лучшей забивкой гвовдей является вабивка по нормали к поверхности свода. Повреждаемость волокон дерева при этом наименьшая.
Следует остерегаться применения гвоздей о уменьшенной шляпкой. Заглубление шляпок гвоздей в доски не должно быть больше 1 мм. Забивку гвоздей рекомендуется делать по
шаблону фиг. 20. Соблюдение минимальных расстояний между гвоздями, установленных нормами, обязательна
Ч Прогон
Фиг. 20. Шаблоны для разбивки гвоздей
Следует особенно остерегаться раскалывания концов досок в стыках и у опор. В случае невозможности выдержать в этих местах нормальные расстояния для гвоздей производят предварительное рассверливание отверстий и заменяют гвозди шурупами.
Установка ватяжек и подтягивание их должны быть произведены до раскружаливания свода.
Во время выравнивания затяжек им придают небольшой подъем к середине пролета не более 1гоо пролета.
Детали 8атяжек и подвесок должны быть тщательно продуманы и хорошо выполнены, так как плохое выполнение и небрежная установка их
Фиг. 21. Возведение свода на лесах
чрезвычайно портят общий вид покрытия. Это относится как к грубым, тяжелым муфтам затяжек, так и к стержням подвесок, сделанным из кривой нерасправленной проволоки с загнутыми от руки нижними концами.
Порядок возведения свода зависит от его конструкции и от принятого способа производства работ.
1 Возведение свода на лесах фиг. 21
Этот способ применяется в случае малой высоты, малой длины и большой ширины пролета перекрываемого помещения.
Леса, на которых сшивают свод, делают из нескольких рядов стоек, установленных вдоль помещения. По верху стоек укладываются насадки с таким расчетом, чтобы верхние грани их совпадали с нижней поверхностью будущего
свода. Рядов стоек может быть сделано 3 5 7
в зависимости от величины пролета.
Вдоль по стенам кладутся мауерлаты о приболченными к ним крайними прогонами. По насадкам стоек укладывается нижний настил свода. Расстилается слой изоляционной бумаги, размечаются и устанавливаются прогоны и снизу забиваются гвозди. Между прогонами укладывается иэоляция. Сверху пришивается верхний настил.
В случае применения рубероидного ковра нашивают по верхнему настилу еще защитную обшивку ив узких сухих досок 50 х 19 мм, покрывают защитный настил клебемассой и настилают рубероид. Затем устанавливают затяжки и убирают леса,
2 Возведение свода на кружалах
Возведение свода на кружалах применяется при большой высоте помещения фиг. 22.
Если длина помещения невелика, применяют постоянные кружала. При большой длине помещения кружала делают передвижными по особым прогонам, уложенным на стойках или кронштейнах вдоль стен. На каждую одновременно сшиваемую секцию свода устанавливают по одной паре кружал, так что расстояния между ними составляют около 3 4 м.
Фиг. 22. Возведение свода на кружалах
Кружала огибаются сверху доской плашмя, которая впоследствии войдет в состав нижнего Застила свода. Поверх этих досок производятся разметка И установка прогонов. Нижний настил подшивается по прогонам снизу.
В остальном производство работ совершается так же, как описано в первом способе, эа исключением лишь того, что устроить сплошной изоляционный слой по нижнему настилу невозможно. Вместо него делают полосовую изоляцию между прогонами, как указано выше на фиг. 13.
Передвижку кружал в сторону нового участка делают, начиная с первой кружалины считая по направлению устройства покрытия. Для этого ставят сзади кружалины затяжку, подтягивают и выравнивают ее на подвесках. Опускают кружала и передвигают их вдоль свода до следующей кружалины. Затем ставят затяжку, находящуюся у второй кружальной фермы.
Если между кружалами должна быть установлена промежуточная затяжка, то при недостаточной прочности стен принимают меры для укрепления мауерлата во время передвижки кружал. По установке последней ватяжки обе кружалины передвигаются дальше для сшивкк на них соседнего участка;
482
В. А. ЗАМАРАЕВ
8 Сборка свода из готовых секций
Сборка свода предусмотрена ив стандартных элементов, для чего свод разбит на секции двух типов, каждый длиной около х2 пролета и шири-
-О
ъ
I
u , П И. , I J I I I
Л и В
U
III
СИ
I г
I Фиг. 23. Заготовка секций сборного свода
ною около 3 м.
Процесс сборки может быть следующим фиг. 23 г:
а в особые вырезы сборных реек укладывают продольные бруски прогоны, что устраняет
всякую разбивку и исключает возможность отклонений в размерах отдельных стандартных секций;
б по брускам подшивают толевую изоляцию, поверх которой производят подшивку сплошного нижнего настила, причем стыки досок осуществляют группами, чередующимися по развертке в шахматном порядке;
в не снимая секцию с реек, к которым она временно прикреплена, поворачивают вокруг большой оси и укладывают на монтажные кружала А или В, после чего снимают с реек и прогибают по форме кружал;
г производят ваклинку поперечных брусков, укладку утепления и нашивку верхнего настила.
Затем готовые секции поднимают копрами одновременно с двух сторон и после установки соединяют в ключе при помощи накладок из досок того же сечения.
Ввиду того что первая часть работы по сборке отдельных секций занимает в два раза меньше времени, чем последующие, одна пара реек может обслужить сборку секций двух типов, для чего с обеих сторон места сборки на рейках установлены монтажные кружала.
Связь отдельных секций по линиям поперечных сечений свода осуществляется перепуском прогонов соседних секций друг за друга. Образовавшийся промежуток зашивается четырьмя досками, прибиваемыми одновременно к обеим секциям после установки их.
Указанный метод сборки, устраняя дорого стоящую и обычно плохо выполняемую подшивку нижнего настила над головой, дает возможность вести одновременно работы по кладке стен и заготовке сводов; кроме того можно обойтись без кружал, передвижка которых при значительных пролетах сопряжена с известными трудностями.
Однако метод этот имеет свой недостаток, а именно отсутствие полной жесткости свода в ключе, приближающее его по схеме к трехшарнирной арке. Кроме того монтаж заготовленных громоздких секций неизбежно сопровождается их деформациями, вызывающими расстройство гвоздевых соединений, что также влияет на снижение жесткости свода.
Инж. В. А. ЗАМАРАЕВ
II. БЕЗМЕТАЛЬНЫЕ КРУЖАЛЬНО-СЕТЧАТЫЕ СВОДЫ
1. Общие сведения
Деревянные кружально-сетчатые своды представляют собой пространственную стержневую систему, состоящую из стандартных элементов „косяков фиг. 1.
Своды этой системы с узловыми сопряжениями на самозатягивающихся болтах 2 получили широкое распространение в странах Европы и Америки.
1 Описание взято из книги В. Д. Цветаева Автогаражное строительство, 1931 г. Описывается сборка свода пролетом в 25 м.
2 Изобретатель германский инженер Ф. Цоллингер,
см. ТУ и Н, Деревянные конструкции и сооружения
1931 г.
В СССР разработана система безметальных сетчатых сводов с узловыми сопряжениями на врубках8.
Возможность индустриального изготовления косяков, легкая транспортабельность их, простота монтажа и демонтажа и архитектурно-эстетические преимущества сетчатых; сводов должны обеспечить им массовое применение в СССР.
До настоящего времени эти своды изготовлялись в Союзе кустарными способами и поэтому применялись лишь в единичных случаях. Последнее объясняется также и тем, что методы проектирования безметальных сводов были недостаточ-
Авторское свидетельство принадлежит инж. С. И. Песельнику.
БЕЗМЕТАЛЬНЫЕ КРУЖАЛЬНО-СЕТЧАТЫЕ СВОДЫ
483
но разработаны особенно в части геометрического расчета.
В нормальной схеме сетчатого покрытия свод опирается на продольные стены и на жесткие фронтоны диафрагмы, расположенные на расстоянии B2,5S, где S длина дуги свода.
сетки
мере
же при наличии в покрытии больших подвесных грузов, своды этой системы нерациональны.
Конструкция сетчатых сводов допускает устройство кровли любого типа, но обязательно по сплошной продольной обшивке или обрешетке поверх свода. Вследствие отделения несущей конструкции свода от ограждения кровли опасность загнивания в значительной устраняется,что является большим преимуществом сетчатых сводов перед другими пространственными системами деревянных конструкций.
Освещенность зданий с сетчатыми покрытиями может осуществляться путем остекления отдельных участков или полос сетки свода фиг. 4 без устройства какихлибо надстроек для фона-
Фиг. 1. Сетчатый свод ив косяков цельного сечения
При большой длине свода между фронтонами B2,5S целесообразно устраивать промежуточные жесткие диафрагмы, так как в противном случае свод работает только в направлении своего пролета как арка и следовательно преимущества пространственной системы при этом в значительной мере утрачиваются.
Безметальные своды из косяков цельного сечения высотой 12 25 см могут применяться для перекрытия пролетов от 8,0 до 20,0 м. Косяки свода изготовляются из досок длиной 2 3 м.
Основной формой сетчатых покрытий является цилиндрический свод. Все остальные типы сводов стрельчатые, крестовые, парусные состоят из отдельных цилиндрических поверхностей и потому могут рассматриваться как производные цилиндрического свода.
Для цилиндрических сводов с затяжками фиг. 2
подъем -у. рекомендуется назначать в пределах
от 4- до -г ; при устройстве контрфорсов, вос-
1
принимающих распор свода, значение -j- определяется в каждом отдельном случае сравнительными подсчетами.
Величину подъема Цилиндрических частей
Iq
стрельчатого свода фиг. 3 следует назначать в 1 1
пределах от jq-До -jjr-. Общий подъем стрель-
1
чатых сводов составляет обычно -j -у.
Преимущественной областью применения сетчатых сводов являются покрытия, 'для которых исключена возможность больших односторонних отложений снега, т. е. покрытия главным образом однопролетных зданий. Во всех случаях, когда интенсивность односторонней снеговой нагрузки может значительно превосходить интенсивность равномерной расчетной снеговой нагрузки, а так
Фиг. 2. Цилиндрический свод
рей. Удачным размещением световых полос в покрытии может быть достигнуто хорошее решение интерьера. Образцы таких решений в большом количестве даны в Германии и в США.
Экономические характеристики безметальных сетчатых сводов вследствие того, что производство их передано на заводы стройиндустрии только в 1936 г., пока еще не выявлены.
Несомненно однако, что конструктивные, производственные и эксплоатационные достоинства сетчатых покрытий и в частности безметальных сетчатых покрытий ставят их на одно из первых мест среди прочих систем плоскостных и пространственных деревянных конструкций.
484 В. А. ЗАМАРАЕВ
Фиг. 4. Остекление сетки свода
2. Конструкция
1 Форма косяков
В зависимости от формы поперечного сечения свода дуга круга или правильный многоугольник косяки сетки могут быть с криволинейной или ломаной верхней кромкой фиг. 5.
Криволинейное очертание верхней кромки рекомендуется для тех случаев, когда материал
кровельного ковра не может следовать за многогранной поверхностью свода например для этернитовых кровель.
2 Узды сетвв
Основной конструктивной деталью кружальносетчатых сводов является узловое сопряжение косяков в месте их пересечения.
В безметальных сводах это сопряжение осуществляется врубкой. Узел образуется тремя косяками фиг. 6 и 7 в сквозном косяке
устраивается гнездо, а по концам двух примыкающих к нему у середины его длины шипы, входящие в гнездо сквозного косяка.
Гнезду придается простейшая форма фиг. 8, при которой форма шипа получается однако сравнительно сложной. Возможно и другое решение: шипу придается простейшая форма и соответственно усложняется форма гнезда. Последнее решение хуже и поэтому в дальнейшем не рассматривается.
Гнездо располагается точно по середине длины косяка и может быть прямым или косым фиг. 8.
Косое гнездо меньше ослабляет косяк и потому более рационально. Высоту гнезда рекомендуется назначать 1 равной О,ЗА, где h полная высота косяка. Нижняя грань гнезда должна располагаться в пределах Ah 0,275 0,35h.
Существуют два варианта сопряжения косяков.
Вариант I фиг. 6. Оси примыкающих в узле косяков смещены примерно на толщину
1 Рекомендуемые здесь размеры установлены при разработке сетчатых сводов в Промстройпроекте.
БЕЗМЕТАЛЬНЫЕ КРУЖАЛЬНО-СЕТЧАТЫЕ СВОДЫ
486
косяка нецентрированная сетка; нижние смежные ребра шипов этих косяков располагаются на одной прямой, проходящей через, центр нижней грани гнезда, расположенной нормально к плоскости сквозного
косяка.
Фиг. 6. Увел нецентрированной сетки
Вариант II фиг. 7. Оси обоих примыкающих косяков почти совмещаются с центром нижней грани гнезда центрированная сетка.
При выборе конструкции уела следует руководствоваться следующим.
Фиг. 7. Увел центрированной сетки
Узел по варианту I проще в производстве и более удобен при монтаже; наличие в узле эксцентриситета примыкающих косяков не вы-
■Ниокняя грайь гнезда. Верхняя грань гнезда.
Т
тГ
Фиг. 8. Формы гнезда: а прямое, О косое
зывает возражений, так как возникающие при этом в сквозном косяке моменты невелики и практически не уменьшают его прочности. В углах этого типа шипы примыкающих косяков имеют вполне достаточную площадь опирания. К числу недостатков варианта I не проверенных пока опытным путем при острых углах между косяками следует отнести большую длину гнезда и связанную с этим опасность уменьшения прочности сквовного косяка на расщепление по гнезду.
В ряде случаев узел по варианту II может оказаться более приемлемым по архитектурным соображениям, но он менее удобен при монтаже и имеет более сложную форму шипа; в конструктивном отношении в тот узел решается удачно
только при угле между косяками, равном или близком к 45. При других углах приходится допускать очень острые концы типов; стремление притупить их приводит к значительному уменьшению длины шипов, что тоже нежелательно.
3 Размеры косяков
При указанных выше Конструкциях узлов сетки высота h косяка должна быть не более
его длины; предпочтительнее применять косяки
с отношением 10 где Sk длина косяка,
так как при этом повышается прочность их на расщепление по гнезду.
Кроме того высоту h следует назначать не
менее щ от пролета свода, так как при меньших
отношениях устойчивость свода получается
недостаточной.
Наиболее рационально соотношение высоты h
и толщины Ъ косяка: 3 4.
4 Шипы косяков нецентрированной сетки 1
Плоскости шипа abed фиг. 9 и efgh совмещен ы в узле с нижней, и верхней гранями гнезда, а плоскости kden и hlmg с боковой гранью пластью косяка.
Фив. 9. Форма шипа нецентрированной сетки
Низшая точка а шипа располагается на продолжении ребра ок, что обеспечивает наибольшее отношение длины Sh косяка к его высоте А.
Ребра ad обоих шипов узла, как уже указывалось выше, совмещаются в одну прямую на нижней грани гнезда, а смежные боковые грани adhe этих шипов образуют небольшой угол; положение шипов в гнезде Показано на раэрезе фиг. 10 сквозного косяка срединной плоскостью фиг. 6 и 7; там же указано положение нормали R к нижней кромке косяка. Эта нормаль R проходит через середину ребра ad фиг. 9.
1 Указанное здесь расположение шипов рекомендуется Промстройпроектом.
486
В. А. ЗАМАРАЕВ
6 Шипы коеяков центрированной сетки
Форма шипов косяков центрированной сетки иостроена по тому же принципу, что и в не-
90
Фиг. 10. Положение шипов в гнезде. Разрез сквозного косяка срединной плоскостью
центрированной сетке, но с той лишь разницей, что эти шипы соприкасаются в гнезде не нижними
ребрами, а всей плоскостью торцевого косого среза фиг. 11.
Шип по фиг. 12 может быть получен из шила по фиг. 9, если этот последний несколько удлинить и обрезать по плоскости, расположенной под некоторым углом к оси косяка, как это показано на фиг. 12. Эта секущая плоскость проходит в увле через нормаль R фиг. Ц пересекающуюся кроме того со средней линией нижней кромки косяка фиг. 11.
в Опорные узлы
В опорных узлах косяки врубаются на глубину не менее 10 см в мауерлаты, с которыми она соединяются гвоздями, прижимными брусками и болтами диаметром 12 19 мм. Опорные плоскости косяков совпадают с направлением радиуса и образующей свода. Оси сходящихся
Косяк ы 2 К осям n3.
_ 7777777777
Прижим ной 6ру
Фиг. 11. Положение шипов в гневде. Разрез сквозного косяка срединной плоскостью. Пунктиром показан след кончура примыкающего косяка
ГЩ777777Г. Юмм,
Прижи'лной
777777 ХШУЯШТф., 777W.
Фиг. 12. Форма шипа центрированной сетки пунктиром показан шип нецеатрированной сетки
Фиг. 13. Конструктивные схемы опорных узлов
в опорном угле элементов косяков, затяжки и опоры должны быть центрированы; при этом рекомендуется принимать эа расчетную ось свода окружность, проходящую в увлах сетки через середину высоты сквозных косяков.
Возможны два варианта конструкции опорного узла.
Вариант I фиг. 13,а. Опорные торцы смежных косяков располагаются на минимальном расстоянии друг от друга. Это расстояние должно быть таким, чтобы оба торца опирались полной своей площадью на иауерлат; форма торцов косяков, а также и вся конструкция узла получается при этом наиболее простой и надежной. Такую конструкцию уела следует поэтому считать основной.
Вариант II фиг. 13,6. Опорные торцы смежных косяков располагаются на произвольном расстоянии друг от друга таким образом, чтобы оба торца опирались на мауерлат полной своей площадью, не пересекаясь в пределах опорной площадки. Эта конструкция узла может иметь место в тех случаях, когда свод собирается из косяков, изготовленных не для данного пролета покрытия, но образующих сетку, подходящую для него по радиусу и размерам например при использовании имеющихся на ваводе или стройплощадке стандартных косяков.
БЕЗМЕТАЛЬНЫЕ КРУЖАЛЬНО-СЕТЧАТЫЕ СВОДЫ
487
В опорных узлах обоих вариантов между прижимным бруском и опорной площадкой врубки мауерлата оставляется зазор примерно 10 мм, допускающий последующее натяжение узла при эксплоатации покрытия.
Вместо устройства врубок в мауерлате допускаются отеска или опиливание его на глубину врубки по всей длине и замена отесанной части досками толщиной не менее 10 см, соединяемыми с мауерлатом гвоздями, а в местах узлов болтами.
В трехшарнирных сводах узлы в коньке конструируются так же, как опорные по варианту I. Эти узлы рекомендуется располагать точно один против другого, чтобы их можно было стянуть одним болтом и не нагружать коньковый брус изгибающими усилиями. Коньковые брусья могут быть цельного сечения или составные из двух одинаковых по размерам половин.
7 Торцевые узлы
В целях упрощения расчета сетки торцевые узлы, а.также узлы сопряжения косяков с жесткими диафрагмами рекомендуется конструировать так, чтобы центры их располагались в плоскости примыкания косяков к фронтону или диафрагме фиг. 14. Возможно однако и другое
Фиг. 14. Схема сопряжения косяков с обвязочной аркой
положение центра уэла, но и в этом случае в целях получения наименьшего числа типов косяков уэлы противолежащих торцов следует конструировать одинаково.
Концы каждого косяка должны быть соединены с диафрагмой или фронтоном стяжным болтом диаметром 16 19 мм; при высоте h0 торцов косяков, равной или большей 18 см, на каждый конец следует ставить по два болта.
8 Сетка свода фиг. 15
Сетка свода характеризуется; 1 углом а между нижними ребрами косяков и образующей свода,
2 расстоянием 2С вдоль образующей свода между осями одинаково направленных косяков, называемым шагом косяков, 3 радиусом В поперечного сечения, 4 центральным углом ;
5 углом поворота А плоскостей нижних кромок пересекающихся косяков.
Величины В и 3 определяются з цилиндрических сводах пролетом I и подъемом свода -j-, а в стрельчатых сводах кроме того длиной 10 хорды и подъемом цилиндрических частей.
Угол а сетки может изменяться от 75 до 45, что соответствует углам хр между косяками 30 90. При назначении угла необходимо
учитывать отношение расстояния В между жесткими диафрагмами или торцевыми стенами к длине S дуги свода. При 2,5 экономически выгоднее острые углы у зов_45; при меньшем отношении -величину угла у следовало бы увеличить например при В s угол у 90,.однако достаточных опытных данных, позволяющих установить зависимость между этими- величинами, пока нет и общепринятый
Схема поперечного сечения сбода
лщ;дйвфрогмЫ
Фиг. 15. Основные размеры сетки
метод статического расчета сетчатых сводов этой зависимости не учитывает. Несмотря на это, нужно принимать во внимание, что увеличение
угла упри уменьшениивлечет за собой увеличение вапаса прочности свода.
Углы у меньше 45 для безметальной сетки нежелательны по конструктивным соображениям, так как при таких углах получаются большая длина гнезда особенно при большой толщине косяков и острые углы шипов косяка.
При малом радиусе К сетки в целях удлинения косяков может быть допущено увеличение угла у сверх 45
В обычных случаях угол у следует назначать около 45.
Шаг косяков 2С определяется при соблюдении требования Ah 0,275 0,35 k см. выше в зависимости от радиуса В, угла а и высоты h косяка.
488
В. А. ЗАМАРАЕВ
Шаг косяков должен удовлетворять экономичности конструкции как самой сетки, так и кровли устраиваемой по обшивке поверх свода. Необходимо также учитывать, что при нормальной конструкции торцевых узлов сетки см. выше шаг косяков должен, делить расстояние в свету между диафрагмами фронтонами на равное число частей.
Указанные условия обычно соблюдаются, при шаге 2С 1,5 м.
Углы Aft поворота плоскостей нижних кромок пересекающихся косяков делят центральный угол 5 свода на несколько частей. Предпочтительнее четное число углов А, так как при этом противоположные опорные узлы располагаются почти в одном поперечном сечении свода симметрично ; кроме того при нечетном числе частей увеличивается на два сверх нормального число типов косяков сетки.
Для получения рекомендуемой выше конструкции опорных узлов крайние углы Д50 должны быть меньше углов Aj3.
Число типов косяков безметальной сетки равно: при четном числе углов Aft семи, при нечетном числе углов 43 девяти, из коих два являются основными. В первом случае это имеет место при условии, что иэ углов, образуемых обвязочными брусьями и арками, исходят косяки фиг. 15.
Указанное число типов получается в том случае, когда расстояние в свету между фронтонами и диафрагмами кратно шагу косяков 2С.
9 Жесткие диафрагмы
Жесткой диафрагмой называется конструкция, воспринимающая часть действующей на свод нагрузки и повышающая жесткость свода.
В обычных случаях такими конструкциями являются торцевые стены перекрываемого здания или их верхняя часть фронтон торец самого свода.
Считается, что диафрагмы оказывают влияние на среднюю часть свода между диафрагмами при расположении их на расстоянии В 2,55 S длина дуги свода.
Жесткие фронтоны конструируются, как правило, в виде двух- или трехслойных арок Делорма служащих обвязкой для свода, поддерживаемых по длине пролета стойками и раскосами, опирающимися на торцевые стены или при каркасных деревянных стенах непосредственно на фундаменты.
Сплошные каменные торцевые стены полностью заменяют собой фронтоны; в этом случае обвязочная арка Делорма опирается непосредственно на стены.
При отсутствии в эдании торцевых стен вместо несущего каркаса могут быть применены сегментные фермы.
Промежуточные диафрагмы могут быть выполнены в виде арок или ферм с верхним поясом кругового очертания. В зависимости от архитектурных требований можно применять деревянные сегментные фермы или фермы с металлической решеткой и приподнятым нижним поясом.
Уровень верхней кромки несущей конструкции диафрагмы рекомендуется совмещать с уровнем верхней кромки сетчатого свода, а соединение косяков с диафрагмой осуществлять так же, как и в торцевых узлах фиг. 14.
3. Геометрический расчет1
1 Принципы образования кружально-сетчатых
сводов
Кружально-сетчатый свод можно рассматривать как развитие многослойной арки Делорма, в которой стыки косяков четных слоев расположены по середине длины косяков нечетных слоев фиг. 16.
Фнг. 16. Арка Деяорма
Построение сетчатого свода проще всего представить следующим образом фиг. 17:
1 слои арки раздвигаются по направлению образующей на некоторую величину С;
б в 6 6 в в 9
1
V
1,
л
Асйоиаоко
A
V
V
-j
'у Делорма
v V'
А-
Т'
-J
J
4s
J
о а а а а о
Фиг. 17. Схема образования сетчатого свода из арки Делорма. Стрелками показано направление вращения косяков арки
2 все косяки четных слоев поворачиваются на угол 90 е а в одном направлении вокруг нормали R к нижней кромке, проходящей. через середину длины и толщины косяка фиг. 16.
Косяки нечетных слоев арки поворачиваются на тот же угол, но в обратном направлении.
Вследствие того что поворот косяков происходит вокруг нормалей R, многогранник, образуемый плоскостями нижних кромок косяков арки фиг. 16, остается при вращении косяков без изменения и прямые аЪ ребра многогранника фиг. 16 занимают в сетчатом своде точно такое же положение, как и в арке.
Учитывая это, можно представить образование свода в иной последовательности, а именно:
1 косяки свода укладываются нижней кромкой на одной плоскости в положении, указанном на фиг. 17 пунктиром, и закрепляются на этой плоскости средней половиной своей длины, т. е. в пределах между двумя смежными прямыми аЬ
2 плоскость вместе с расположенными на ней косяками превращается путем перегиба по линиям аЬ в правильный многогранник с ребрами аЪ и внешними углами А3 фиг. 18.
i Разработан в ОТИС Промстройпроекта автором статьи.
БЕЗ МЕТАЛЬНЫЕ КРУЖАЛЬНО-СЕТЧАТЫЕ СВОДЫ
489
При указанном принципе образования сетчатого свода, имеющего в поперечном сечении очертание по дуге или правильному многограннику, получаются два типа стандартных косяков, зеркально подобных и соответственно одинаковых по раз-
Косяки, повернутые вокруг нормали по ходу часовой стрелки фиг. 17, принято называть „правыми, а повернутые против часовой стрелки.левыми.
Крайние косяки, примыкающие к обвязочным брусьям и к торцам свода, получаются из основных путем обрезки одного или обоих концов.
2 Метод геометрического расчета
Согласно ТУ и Н 1931 г. на деревянные конструкции 224, 225 геометрический расчет кружально-сетчатых сводов производится по развернутой поверхности свода без учета угла наклона боковых граней примыкающих косяков к расчетной нормали сквозного косяка фиг. 10, 11.
Вследствие неучета этого угла наклона расчетные формулы, приведенные в ТУ и Н, являются приближенными.
Результаты сравнения истинной формы торцов косяков и той, которая получается при расчете по формулам ТУ и Н, показывают, что приближенный геометрический расчет дает в ряде случаев большие отклонения, практически недопустимые. В связи с этим ниже приводится точный геометрический расчет всех элементов свода.
Точный расчет выполнен на основании теорем элементарной геометрии в пространстве.
В соответствии с указанным выше принципом построения сетчатого свода геометрический расчет может быть сведен к решению задачи о пересечении двух плоскостей боковых граней косяков, наклоненных под углом а к образующей свода
и нормально расположенных на смежных гранях многогранника фиг. 18.
Наиболее простое и наглядное решение задачи
о пересечении плоскостей получается при рассмотрении положения нижних а не верхних кромок косяков в пространстве, расположенных на гранях воображаемого многогранника.
Из построения фиг. 18 видно, что сквозной косяк расположен и закреплен неподвижно на грани А, а примыкающий косяк на грани В, вместе с которой он поворачивается вокруг ребра аЪ на угол точки 4 и 5 примыкающего косяка, находящиеся на ребре аЪ, остаются при этом повороте неподвижными.
В Выводы основных формул для расчета сетки
а Центрированная сетка фиг. 7
Для большей ясности в обозначениях расчетных величин на фиг. 19 изображена в утрированном виде трехгранная пирамида 1 2 3 4, имеющаяся на фиг. 18, и на ней указаны все необходимые величины.
Из рассмотрения фиг. 18 и 19 следует, что теоретическая длина косяка по срединной плоскости параллельной пластям косяка между нормалями R может быть выражена черев отрезки Хг 2 4 и Xt 1 3,
3
Фиг. 19. Обозначения величин пирамиды 1 2 3 4 фиг. 18
которые определяются из треугольников 2 3 4 и 1 3 4.
В треугольнике 2 3 4 известны длина стороны 3 4 С и угол а, следовательно необхо
1 Метод предложен инж. В. Г. Писчиковым.
мерам.
Фиг. 18. Положение косяков в пространстве. Второй примыкающий косяк на фигуре не показан. Ребра аЪ см. на фиг. 16 и 17. Прямая 2 3 является следом продолженной грани В на пласти
сквозного косяка
490
В. А. ЗАМАРАЕВ
димо определить угол или р. Угол q найдется иэ выражения:
Ъ cos ДР'
а так как
Длина ЛГ2 находится из прямоугольного треугольника 1 2 3:
Х2 Р cos г Xi sin а ■ COS 43
а Ъ tg а,
sin 9C0S а V COS2 ДР tg2 а
Хх COS Ар. Ю
ТО
tg 9
и следовательно:
sin у
tg а COS Др
tg а
V cos2 Др tg2 а
4
2
3
Теоретическая длина косяка длина в плоскости нижней кромки косяка между нормалями R см. фиг. 10, 11 и 15:
20
И
и
cos ДР
COS Ф ■ ■;.
V cos2 др tg2 а
Угол у определяется через углы а и р у 180 а р
sin у sin 180 a q
sin а р sin а cos р cos а sin ср.
После подстановки вместо sin р и cos р их значений в результате преобразований получаем:
sin а 1 cos ДР.
sm ip - - ; 4
У COS2 ДР tg2 а cos у, _соЛа_2 acos Ап к
Длина Sm может быть вычислена и другим способом, а именно фиг. 20 и 16:
с а а Д 0,bh tg.Др
т sin a sin a Ф-лами 11 и 12 устанавливается следующая зависимость между основными геоме-
tg У
V cos2 ДР tg2 a tg a i cos Др
tg2 a COS ДР ' '
Длина Хг находится из следующей зависимости:
i _ с.
Sin q
откуда:
sin v ’
С Sin q sin y
Подставив из формул 2 и 4 значения sin р и sin ip, после преобразований получим:
у Я. tn
1 COS a 1 cos др 1
Длина Х2 может быть также определена из треугольников 2 3 4 и 1 2 3, но для этого необходимо знать величину угла rj.
Угол rj находится из выражения фиг. 19:
я
sin Т -р-.
Далее находим:
Я Хг sin a sin АР;
длина Р определяется из треугольника 2 3 4:
р _
откуда:
sin a sin р ’ р X13iD a. sin ч ’
Н
sm t -р-
а sin Ар sin р sin ДР tg a
V COS2 ДР tg2 а
Величина cos г определится через sin rj:
„ „ cos др
COS Г
COS a V cos2 др -f tg2 a
8
9
90
S
о
1
-.J o,5h
Z-
PPo
Фиг. 20. Обозначения геометрических величин в арке Делорма
трическими характеристиками центрированной сетки: так как
20 2К 0,5 h
COS a sin a ’
то радиус сетки:
13
Угол a между нияшими ребрами косяка и образующей свода определяется через tg a:
tg g tg Afr
полушаг косяков:
С Д’5Л tg Ар.
tg а г
14
15
Высота Ah фиг. 8 нижней грани гнезда может быть определена из рассмотрения пирамиды, построенной по тому же принципу, как и пирамида 1 2 3 4 фиг. 18, но на боковых гра-
БЕЗМЕТАЛЬНЫЕ КРУЖАЛЬНО-СЕТЧАТЫЕ СВОДЫ
491
нях косяков с ребрами 1 4 и 6 7 вместо 1 4 и 3 S.
Эта пирамида подобна той, которая изображена на фиг. 19, и отличается от нее длинами сторон ребер.
Длине С пирамиды 1 2 3 4 соответствует:
ciciib
размерам Н, Хг и Хг соответствуют размеры Ah, Х'г и Х'2.
В соответствии с этим высота Ah найдется из выражения:
Ah Х'х sin a sin Ар,
но так как
ь
Oi
о
sin а
COS а 1 COS dP COS а 1 COS Ар
7'
то
Ah
а
Sin а
sin a sin А0 COS a 1 COS A
crs-tete-f-
Угол Afi определится из ф-лы 16:
Ap
Ah
а штЬеа
16
17
Зависимость между высотой Ah и другими величинами сетки может быть установлена следующим образом.
Длина Хг определится по аналогии с ф-лой 12 из выражения:
Ар
Хл По ф-ле же 10:
Хх cos Ар следовательно:
R - 0,5h tg
Sin а
18
COS а 1 COS Ар
cos АР;
R - 0,5h ■ Ар
Xg cos Ap.
Ap
sin a a 2 COS а 1 -b cos Ap
Подставляя в это выражение вместо tg его значение по ф-ле 17, получим:
Д - 0,5ft Sin а
Ah
О COS Ар
о1йЫ
tg в
COS в 1 ■■ COS Ар
Решая это уравнение относительно С, найдем:
Имея величины В, h и а, мояшо найти по ф-ле 19 приближенное значение С, соответствующее Ah 0,3k. Это значение С необходимо для определения расчетных моментов и нормальных сил в полосе свода шириной 2С и для подбора по ним толщины Ъ косяка.
Точное значение С находится по ф-ле 15 после того,.как установлена величина угла Aft.
Предварительное определение угла АР производится по ф-ле 17.
Зависимость между геометрическими характеристиками центрированной сетки свода вполне определяется ф-лами 13, 14, 15, 16,
17 и 19. Порядок расчета сетки по этим формулам, вообще говоря, может быть любым.
б Нецентрированная сетка фиг. 6
и 10
Ф-лы 1 10 и 16 18, как это следует ив их выводов, не зависят от типа сетки и следовательно являются общими для обеих рассматриваемых сеток.
Понятие о теоретической длине косяка в данном случае излишне и потому ниже приводится формула для определения расчетной длины Sx по нижней кромке косяка.
Длина равна удвоенному расстоянию точки а фиг. 9 от середины косяка:
S1 2X,1 0,56 ctg а
2 Z' 0,56 ctg a 0,56 ctg e, 20
где X определяется по ф-ле 7',
Х’г X cos Ap,
a s угол в плоскости нижней грани гнезда между ребром гнезда и ребром ad шипа фиг. 6.
Угол еу, что очевидно без доказательства.
Подставив в ф-лу 20 значения Х и Х'л и заменив в ней угол ь через у, а у через а и АР, после преобразований получим:
,
гс жт
COS a
h 2 COS AP tg a 9n,. tg a 1 COS Ap 'V
Формулы для определения В, an С выводятся аналогично тому, как и для центрированной сетки.
Радиус сетки:
о ■ Ь sin a COS Ар 0,5Ъ л - L ■ ':
Угол а между нижними ребрами косяка и образующей свода определяется по ф-ле:
С
V Ъ COS Ар tg с 4Ah В 0,5h 1 COS Ар COS AP Bin a Ь COS АР tg а
2 COS лр tg о
Для приближенных расчетов последняя формула может быть упрощена. При нормированной величине
cos а
г Vmz r k mk
Ah 0,275 0,35 h,
где
приняв:
Ah 0,3ft, Ъ 0,3ft и cos Ap 1, с достаточной для практики точностью получим:
V J2 RhTh 0,15 h
m2 г
т sin Ар 2В ft; г 2С cos Ар; кЬ 2cos Ар 1. Полушаг косяков:
14'
С 0,547
tg a
Sin a
19
Sin Afi COS a 2R h,b2 COS Afi 1 2 sin a COS Д0
150
492 В. А. ЗАМАРАЕВ
Приближенное значение С см. пояснения к ф-ле 19 определяется по формуле:
С
3,1 COS aV Rh 0,Sh
4 Sin а
19'
4 Выводы формул для расчета основных косяков
а Угол наклона ребра торца косяка в п л о ск о с т и е г о б о к о в о й г р а н и
фиг. 9
Угол dj-HO зависит от типа сетки фиг. 9 и 12 и потому формула для него имеет общий вид.
Расчетная формула для угла может быть, получена ив рассмотрения следующих двух положений грани В на фиг. 18.
Положение 1. Грань В располагается на продолжении грани А, так что угол Afi 0 и пирамида 1 2 3 4 превращаются в треугольник, обозначенный на фиг. 21 точками 2 3 6.
На треугольнике 2 3 6 как на основании строится трехгранная призма 2 3 6 5 1 4 высотой А, т. е. верхняя грань этой призмы 5 1 4 совмещается с верхней кромкой сквозного косяка.
Фиг. 21. Определение угла между прямыми 8 9 и 7 8. Пунктиром показано положение призмы Z з в 6 1 4 после вращения ее вокруг ребра аЬ на угол
ла
Положение 2. Призма, расположенная своим основанием 2 3 6 на совмещенных гранях А и Б фиг. 18, поворачивается вместе с гранью В вокруг ребра аЬ на угол А. Все точки призмы за исключением 2 и 6 займут после ее поворота положения, указанные на фиг. 21 теми же цифрами, но с индексами „прим.
Верхние и нижние основания призмы, соот ветствующие верхней и нижней кромкам примыкающего косяка, и грань 5' 6 3' 4', соответствующая его пласти, продолжаются до Пересечения с пластью сквозного косяка, совпадающей с плоскостью 7 2 3 4 фиг. 21.
Угол 5Х между прямыми 7 8 й 9 8 определяется из прямоугольного треугольника 7 8 9, в котором известен катет 7 8, равный h; длина же катета 7 9 может быть определена из прямоугольных треугольников Г 10 11 и 7 9 12.
Катет Г 10 в треугольнике 1 10 11 равен катету 7 12 треугольника 7 9 12.
Длина 1' 11 h tg Af.h
Катет Г 10 h tg Af cos tp.
Гипотенуза 7 9 h os 9.
Следовательно угол дг определится по формуле:
7 9 _ h tg Aft СОЭ q tg Afi COS p
tg5i
7-8
h sin y
sin y
Подставляя в эту формулу вместо cos р и sin у их значения по ф-лам 3 и 4, окончательно получим:
tg-
ts з, sia _ 2
6 1 sin a 1 COS AP
Sin a
21
б Нецентрированная сетка
1 Размеры шипа фиг. 22 и гнезда фиг. 23. Форма шипа определяется размерами 10, А и hw, так как плоскость его торца abfe параллельна плоскости торца косяка knml.
ft Л
a
ч
Фиг. 22. Обозначения размеров основных косяков нецентрированной сетки
Длина 10 равна разности величин Х'г и Хх см. ф-лы 7 и 7':
sin а
0 COS а 1 COS А
сое а 1 сое Ар sin о COS a 1 cos At9
22
БЕЗ МЕТ АЛЬНЫЕ КРУЖАЛЬНО-СЕТЧАТЫЕ СВОДЫ
493
Глубина врезки А найдется иэ косоугольного треугольника аЬс фиг. 2 по формуле:
А -А. 23
sm v cos z ' '
Угол z равен углу dlt что непосредственно вытекает ив свойств двугранного угла,' образованного в данном случае пластями сквозного и примыкающего косяков в узле сетки.
Фиг. 23. Разрез в узле нецентрированной сетки по пласти сквозного косяка. Пунктиром показаны следы обрезанных под углами 6t ж у торцов примыкающих косяков на пластях сквозного косяка. На плане эти косяки не показаны
Подставляя в ф-лу 23 вместо sin ip и sin rj их значения по ф-лам 4 и 8 и заменяя cos z черев cos Slt получим:
Ъ Vcos® Ар tg® а sin 49 tg a inn'
A
Sin a i COS AP COS di уC0S2 d3 -j- tg2 a
Ввиду ТОГО ЧТО
Ь I
Bin a COS a 1 COS 43 A
h Sin a sin Ap COS 5x
23'
Размер с n 2A и размер 0 b А фиг. 22, так как все косяки имеют одинаковую толщину Ь, а размер а Ь гнезда фиг. 23 равен длине 10.
Последнее равенство а Ъ 10 доказывается следующим образом.
Длина а Ь косоугольного треугольника аЬс фиг. 23 найдется из выражения:
sm
Подставляя вместо sin у, cos rj, sin rj и- tg бх их значения по ф-лам 4, 9, 8 и 21, после преобразований получим:
а Ь ,
' 1 Sin a COS a 1 COS Ap
L
Размер hm шипа является функцией высоты h гнезда фиг. 23 и угла z
гн
h htH ш сое h'
24
Форма гнезда определяется длинами lk и da и углом у.
Длина 1к находится по формуле фиг. 23: при Zft2o.tg51; 25
длина
tg 5i;
h.
Ik 2 Zq -f 0,3A tg Sj.
0,3 h
25'
2 Стрелка и размеры косяка.
Величина стрелки фиг. 5 и 22 определяется из выражения фиг. 23:
где длина
_ h COS COS dl
a d
A a d,
h- Ah cos i ’
26
следовательно:
Ah A cos
Проекции ребра к l торца фиг. 22 находятся по формулам: вертикальная:
h0 h ; 27
горизонтальная:
ео К tg 5j. 28
Горизонтальная проекция d0 ребра торца к п определяется по формуле:
d0 Ь ctg tp.
29
Угол V наклона верхней кромки косяка фиг. 22 при очертании, показанном на фиг. 5, б, найдется из выражения:
t gV
где
0.25S
Sf 2 l0 e0.
30
31
Полная длина косяка фиг. 22 определяется по формуле:
Если
то
и длина:
hm 0,3 h,
h 'Sh M cos 61
32
32'
SI Sx 0,6h tg где длина по ф-ле 20.
в Центрированная сетка
1 Размеры шипа фиг. 24 и гнезда.
Форма шипа определяется размерами: А, Ах,
А2, Zq, Zy, €q, df, dm, Уш ®
углом а между нижним ребром росяка и следом плоскости 11 12 13 14 на нижней продолженной кромке косяка.
Величины А, е0, d0 и кш находятся по ф-лам 23, 28, 29 и 24, что непосредственно вытекает ив рассмотрения фиг. 12 и 24.
На фиг. 24 размером d0 обозначено расстояние точки 2 от оси у у; ф-ла же 29 справедлива для точки 2', однако этим пренебрегается, так как допускаемая погрешность всегда меньше
1 мм.
494
В. А. ЗАМАРАЕВ
На фиг. 25 показано построение для определения величин iu и zu. Прямая, проходящая черев точки а и R, параллельна ребру многогранника аЬ фиг. 18, что очевидно без доказа-
Размер z0 может быть определен по фигуре 9 а с 10 фиг. 24, которую вполне допустимо рассматривать как трапецию, считая, что точки с, 10 и 6 расположены в одной плоскости, параллельной нижней кромке косяка. Это допущение значительно упрощает формулы, а на точность вычислений практически не влияет. След этой трапеции на пласти сквозного косяка в узле показан на фиг. 26; там же указаны углы наклона ее сторон и длина а с.
Фиг. 24. Обозначения размеров торца и шипа центрированной сетки. Тонкими линиями показан соответствующий шип нецентрированной сетки
тельства. Вследствие параллельности этих прямых размер iu определится по формуле:
iu 0,6Ъ ctg о ctg а. 33
Размер zu найдется из треугольника а 9 5:
Zu V sine sin 10Э щ о ’
'Нижняя кр омка носяка.
Фиг. 26. След трапеции 9 а с Ю на пласти сквозного косяка в узле фиг. 24
Длина z0 найдется по формуле:
hp COS 3i
tgl.
35
Размер i0 в соответствии с принятым допущением определится из треугольника с 10 6 по формуле:
zo sin у а
In
sin а
Бели
ТО
ip о 90,
„ Zo
36
36'
0 sine
Длина dnt фиг. Г4 находится по формуле:
dm Ь ctg а iu Ъ ctg у, 37
которая после ряда преобразований принимает вид:
dm “Ь ut 37
где 10 длина по ф-ле 22.
Размер:
® е0 dfy. 38
Углы наклона ребра 5 6 фиг. 24 и ребра 11 12 определяются ив выражения:
tg о
ер iu ip
ho
39
Фиг. 25. Определение размеров iu и zy, в плоскости нижней кромки косяка. R нормаль к нижней кромке сквозного косяка в узле
откуда
_ iw Sin О OI
sin у о' '
Если у а 90, как это обычно принимают на практике, то
zu iu sin а. 34'
Длина ребра 9 13 находится из рассмотрения трапеции а Ъ 3 1 фиг. 24 и 27 но формуле:
9 13 Л cos 5t l -у
Имея длину 9 13, можно определить отрезок 5 7 Л2, который отсекает ребро 12 13 шипа на прямой 5 6 фиг. 24 торца косяка.
Рассматривая контур d 12 7 5 и. прямую 9 13 между его сторонами и полагая
БЕЗМЕТАЛЬНЫЕ КРУЖАЛЬНО-СЕТЧАТЫЕ СВОДЫ
49S
прямую 9 13 параллельной прямой 5 7, получим:
А2 cos дг l sin у 4lJ X
w _ ш dp iu. а
dut do zwcos у 1
40
Нижняя кромка к ос як о
Фиг. 27. Определение размера 9 13
Фиг. 28. Определение размера di
мой 7 3, из подобных треугольников Ъ 3 с и 12 3 а получим:
откуда:
А_ 2А Аг h dm
заменяя diu через l0 iu ф-ла 37, окончательно будем иметь:
41
Размер h’M фиг. 24 определится из прямоугольных треугольников фиг. 29 а И b и Ъ 11 12.
Длина гипотенузы а 11 h'M, следовательно:
т. _ Ьщ cos б i
ш cos а в 1
а так как
г пгн
ш cos di
см. ф-лу 24, то:
_ htn cos fl i _
ш COS 5l COB в 0
42
Если
то:
0,3 Л,
__ 0,37i cos 0 3i t
os 5i cos u - 0 ’
42'
Величина Ax может быть найдена из рассмотрения контура d 12 3 1. Из точки d фиг. 28 проводится прямая 12 а, параллельная прямой d 1; из точки с, делящей попалам длину 1 3 2А, также проводится прямая с Ъ, параллельная d 1.
q 6 К Прямая параллелЬнап нижним ребрам косяка.
Фиг. 29. Определение длины h'm 11 12. Длина о 11 Нш
Длина Ъ с, как это следует иэ фиг. 22 и 24, равна 10.
Считая условно без ущерба для практической точности прямую 12 d параллельной пря-
с достаточной для практики точностью можно принять:
К - К- 4П
Угол в может быть определен из треугольника а d к фиг. 22, в котором известны две стороны и угол фиг. 30:
to Л
sin 180-0-901 eine
Фиг. 30. Определение угла 0
После ряда подстановок и преобразований получим: tg в tg Afl sin а. 43
При известных величинах Ь'ш и Аг размеры уш и еш найдутся по формулам фиг. 24:
Ут К Лi eos О 44
И
еш iKt Ai sin 45
Длина косяка в плоскости нижней кромки
фиг. 24 определяется по формуле:
2 с
COS а
Ь ctg а, 46
47
si sm b ctg а
где Sm по ф-ле 11.
Полная длина косяка:
i 2w.
Длина гнезда 1к может быть определена из рассмотрения треугольников abc, cde и dfg фиг. 31 по формуле:
2 2 sin у ' C0S v i,5A Sin 61 hm tg 6l
Подставив вместо sin y и cos rj их значения по ф-лам 4 и 9, после преобразований получим:
1к 2 0,5Zo cos -f-1,5d sin tg 5j. 48
496
В. А. ЗАМАРАЕВ
Если
то:
h,M 0,3ft,
lk l0 cos Др дД sin 0,6h tg 6V 48'
Разрез 1-1
Длина a b в арке Делорма находится пп фиг. 20: 0
'а Ь В 0,5k tg Дро.
При повороте косяка на угол а фиг. 32, б длина а d S2 определится из треугольника a b d:
S2 а d :
21 ' sin а
по фиг. 32, а:
S2 R 0,5Л tg 58, следовательно:
R - 0,5h tg 5а АР ,
откуда:
49
tg5s
_ tg Ah
sin а
50
1
L
План
ZSm4
j
Длина проекции d2 фиг. 33 нижнего ребра торца на нижнее ребро косяка найдется по формуле:
d2 Ъ ctg а,
51
p-0,25Sf Фиг. 31. Определение длины гнезда 1кпо разрезу сквозного косяка центрированной сетки срединной плоскостью
5. Выводы формул для расчета крайних косяков г
Косяки, примыкающие к обвязочным брусьям м а у ер латам
Эти косяки отличаются от основных длиной и формой одного торца.
Длина S косяка 2 больше половины длины S основного косяка, а длина S косяка 3 меньше О.б.
Каждый из этих косяков может быть правым или левым. Опорные торцы их обрезаются плоскостью, совпадающей с радиусом,. и образующей свода. Косяки опираются на мауерлат полной площадью торца и в пределах опорной площади не пересекаются. Приводимые ниже формулы, как это будет видно из выводов, не зависят от типа сетки.
1 Косяк 2
Угол д2 наклона ребер опорного торца фиг. 32 определяется следующим образом.
й
О
, 056
у’ f Цвнтргнезда
ь 1 -vat Фиг. 33. Размеры косяка 2. Вторая половина косяка, не показанная на чертеже, такая же, как и у косяка 1
так как это ребро торца наклонено к ребру ко сяка под углом а.
Высота h2 определится из выражения:
S2 S2 0,5d2 - h2 tg 51
2
где
ht h S2 0,25Sr tg V.
Решая эту систему уравнений относительно й2,
получим: Если же
то
_ h - S2 - 0.25S 0,5da tg V IK
f4g 52 tg V ■Фиг. 32. Определение угла dt и длины а d см. также фиг. 20
h2 h.
Длина проекции е2 определится по формуле: е2 Ьг tg д2. 53
Полная длина косяка найдется по формуле:
S2 0.5SJ S2 0,5da еа. 54
2 Косяк 3.
Формулы для определения размеров этого косяка фиг. 34 выводятся аналогично формулам
БЕЗМЕТАЛЬНЫЕ КРУЖАЛЬНО-СЕТЧАТЫЕ СВОДЫ
497
для косяка 2; поэтому их выводы эдесь не Косяк, примыкающий и к арке и к обвязоч-
ириводятся.
Угол наклона ребер опорного торца:
ному бруску, обозначается 6.
Длина:
4-„ X _ tg
tg О si ,
S3 В 0,5h tg 3. _f T25Sf
гг
т. i е3
м
S's
т
Фиг. 34. Размеры косяка 3 Длина проекции:
d3 Ь ctg а.
Высота:
т _ h - S3 - 0,25S 0,5d3 tg V
3 i tg а3 tg v
57
58
Фиг. 36. Треугольники Rbc и ced фиг. 35, расположенные в плоскости нижней кромки косяка 4
1 Косяк 4 нецентрированной сетки.
Размеры Ъс и cd фиг. 35 в плоскости нижней кромки косяка определяются из треугольников ВЪс и ced фиг. 36.
Длина стороны Rb треугольника Rbc найдется как разность величин Х и Хг ф-ла 7, причем значение Х определяется по аналогии
с ф-лой 7' при С С :
Rb
G
2 Sin а
TO
Бели же, как это получается при нормальной конструкции опорных узлов
S3 0,25Sy,
h.
Длина проекции:
ea tg 5,. 59
Полная длина косяка:
S 0,5.5 S9 0,5J3. 60
б Косяки, примыкающие к обвязочным аркам или диафрагмам Эти косяки в месте примыкания их к обвязочным аркам или диафрагмам обрезаются по плоскости, нормальной к образующей свода и проходящей через нормаль R сквозного косяка
V
.к
ж
Секущая плоснос.рг1б -
COS а 1 COS А
COS а 1 COS Ар
или см. ф-лу 22:
2 Sin а COS а 1COS Ар
Ив треугольника Rbc: Rb
Ъс
sin 90 Ф следовательно:
Ьс
sin 90 в I cos ft
2cost
Длина проекции Ьс на нижнее ребро косяка определится по формуле фиг. 35:
чу In COs а
dbe be cos y тш. cos ip,
которая после подстановок и преобразований принимает вид:
ь
dbe 2 cos лр Ь
ctg у. 61
Zo COS а
Длина:
се be be. _
sin v 2 cos p
Из треугольника ced имеем: се
sin 90 о cd
Фиг. 35. Примыкание косяков к обвязочной арке или диафрагме. Буквами обозначены точки на нижней кромке косяка 4 за исключением точки , соответствующей верхней кромке
фиг. 35 и 36. Нормаль R, как уже указывалось выше, проходит через середину длины и толщины сквозного косяка.
sin 180 - 90 ia - 90 - 1 cd
Sin а q
Sin а Ч
COS а
откуда:
cd се
Длина проекции cd на нижнее ребро косяка
Сквозной косяк, примыкающий к арке, обозна- определится по формуле фиг. 35: чается 5, а примыкающий к нему косяк 4. ded cd sin а,
498
В. А. ЗАМАРАЕВ
которая после подстановок и преобразований принимает вид:
d,t Ь tg a l -.
62
Высота hd с достаточной для практики точностью может быть определена по формуле фиг. 37:
Фиг. 37. Торец косяка 4 нецентрированной сетки
hd h0dbcdcatgV. 63
Угол наклона dd ребра kd торца находится по формуле:
tg 5а tg 4 sin а. 64
Длина проекции:
ed К 5d- 65
Ребро аЪ торца соответствует ребру Ш фиг. 22 основного косяка, а плоскость abcf фиг. 37 плоскости knml фиг. 22.
Полная длина косяка фиг. 22;
S S l0 hm sin 5Х е0.
Если
ж 0,3 А,
то:
66
66'
2 Косяк 4 центрированной сетки.
Выводы формул для определения размеров этого косяка не приводятся, так как они вполне аналогичны выводам, изложенным для косяка 4 нецентрироранной сетки.
Форма торца, примыкающего к обвязочной арке, показана на фиг. 38.
Длина
Ъс Mil COS 5i
bd be
lo cos Д sin v
Полная длина косяка:
4 еш е0 -f d0.
67
68
69
3 Косяк 5.
Форма торца косяка 5 не зависит от типа сетки и поэтому расчетные формулы для этого
косяка имеют общий вид.
Длина d5 и полная длина косяка S опреде ляются по формулам фиг. 35 и 39:
d0 btg а
Фиг. 38. Торец косяка 4 центрированной сетки
S 0,55® 0,5 d5
71
4 Косяк 6.
Опорный торец этого косяка севершенно одинаков с соответствующим ему торцом косяка 2 или 3 фиг. 29, а торец, примыкающий к обвязочной арке, с торцом косяка 4 фиг. 37 и 38.
Вследствие этого для определения размеров косяка 6 остается вычислить только полную длину косяка S.
Длина Sjj находится по одной из формул:
или
SO4SO_O_S0
S2 -SS-SS эд.
72
72'
БЕЗМЕТАЛЬНЫЕ КРУЖАЛЬНО-СЕТЧАТЫЕ СВОДЫ
499
6 Выводы формул для расчета врубок в обвязочных брусьях
а Нецентрированнад сетка
Врубки определяются размерами фиг. 40 и 41 вр’ в 1п1 2 8 У'пр min ® ЛШ1ц И угЛОМ.
Угол До наклона опорной площадки врубки
в цилиндрических сводах равен , а в стрельчатых у у , где Р центральный угол свода или цилиндрической части его; у угол
наклона хорды цилиндрической части стрельчатого свода.
Наименьшие размеры бруса из условия опирания торцов косяков полной площадью определятся согласно фиг. 41 по формулам-
Amin j: cos PQ 73
mln где
hz
cos 53 h3
ШТг 0111
cos 5з
74
■ длина ребра 9 10 или 11 щ
500
В. А. 3-АМАРАЕВ
торца косяка 3; при нормальной конструкции опорного уела высота h3 h см. выше.
Глубина двр врубки найдется по формуле:
ep min COS 75
Для определения размеров 1в и 1Н необходимо найти величину пг фиг. 40 и 42 и угол Q. Эта величина т может быть определена иэ рассмотрения треугольника 2 3 4 фиг. 40, расположенного в плоскости нижней кромки косяка 2.
Фиг. 42. Треугольник 2 3 4 фиг. 40
Треугольник 2 3 4 фиг. 40 подобен треугольнику 2 3 4 фиг. 19 и отличается от него длиной стороны 3 4, которая в данном
случае равна С
Так как сторона 5 14 фиг. 40 и 41 параллельна ребру ab, то и треугольник 2 14 5 подобен треугольнику 2 3 4 фиг. 42.
Высота Н1 треугольника 2 14 б определится по формуле:
гг _ S Bin а.
1 COS Ар ’
а высота Я, треугольника 2 3 4 по формуле: Нг Х sin а. где Sz длина по ф-ле 56, а
0 -Ъ
х;
2 slot о
COS в 1 COS Aft
см. вывод ф-лы 61.
Имея величины Ях и Я, и длины сторон 5 14 и 4 фиг. 42, получим:
Hi
На
т
2 sin а
2 sin а
откуда:
т
0
2 Sin-a
2 sin a Hz
подставив вместо Нг и Яа их значения, найдем.
т
S3 COS a 1 CQ8 Afi COS Ap
2 sin a
Угол q наклона ребра 7 8 фиг. 41 в опорной плоскости врубки определяется следующим образом. Если бы ребро 7 5 было расположено нормально к нижней кромке косяка 2, то угол е был бы равен углу q который мо
жет быть найден по фиг. 21 см. длину Кя тета Г 10 в выводах ф-лы 21:
sin лр
Tcos а13 tg2 a ’
Так как ребро 7 8 наклонено к нормали под углом то:
tg о tg о' cos 5а 8Ш ЛР cos д2.
6 6 8 Vc0SA tg a 761
Длину ребра 5 6 можно без ущерба для точности принять равной длине 7 5, определяемой по формуле:
При известных величинах т, q и 7 5 размеры 1в и 1Н находятся согласно фиг. 41 по формулам:
le m-1 т sin q
8 1 sm а COS Й2
Sz COS a 1COS AP , Ъ h2.
COS AP r 2 Sine COS 62 ®
И
78
Размеры tt и ta определяются из рассмотрения двух положений косяков.
В первом положении косяки располагаются нормально к образующей свода, во втором положении оба косяка поворачиваются, каждый в плоскости своей нижней кромки, на угол 90 а к образующей.
Определение неизвестных t2 и Ч сводится к решению треугольников, расположенных в плоскостях, параллельных нижним кромкам косяков и проходящих черев точку А фиг. 41, и к учету угла g наклона ребра 5 б косяка 2.
В результате получим:
Utg. А вAtgе И
И
Ч вр_
COS з tg a
80
Расстояния ипр и ие по верхнему ребру А бруса фиг. 41 крайних точек врубки до прямой 0 2, нормальной к ребру а 6 фиг. 40 и проходящей через нормаль В к сквозному косяку точка 2, определяются по формулам:
ис St з COS a з 2 sin a 80'
и_
np К Ь з Mc 7®
Врубки расположены по длине бруса на равном расстоянии
Sep 2 С.
б Центрированная сетка Все формулы, выведенные для нецентрированной сетки, ва исключением ф-лы 77, остаются в силе, ф-ла же 77 принимает вид:
I _ Sz cos a 1 cos AP
COS Af
л 5
Sin a '
COS Sin
77'
БЕЗМЕТАЛЬНЫЕ КРУЖАЛЬНО-СЕТЧАТЫЕ СВОДЫ
501
4. Статический расчет
1 Действующие нагрувки
Расчетными нагрувками являются: постоянная вес кровли и собственный вес сетки свода снеговая и ветровая; кроме того могут иметь место подвесные грузы например люстры.
Собственный вес дсв сетки свода определяется приближенно с помощью коэфициента Ксв собственного веса свода. При отсутствии работающих диафрагм принимается Ксв 15 18, при наличии же диафрагм значение Ксв может быть значительно уменьшено.
Нагрузка дев вкгм2 горизонтальной проекции покрытия определяется по формуле:
_ Ps 9кр_
у™ 1 ооо ксв1 I
81
где ps снеговая нагрузка в кгм2;
дКр постоянная нагрувка в кгм2 ва исключением собственного веса;
I расчетный пролет свода в м.
Неточность, допускаемая при определении собственного веса сетки, обычно не имеет практического значения для предварительных расчетов при определении размеров сечения косяков. При расчете же затяжек и контрфорсов величину дсв следует определить точно, исходя ив принятых размеров косяков сетки по формуле:
_ _bh0 hS
See 210 Sin а ‘ У9'
32
где уд объемный вес древесины.
Снеговая нагрувка ра учитывается в соответствии с ОСТВКС 76266. Для цилиндрических
сводов при подъеме -у у расчетная величина
нагрузки р3 принимается равной 0,75, где р® снеговая нагрузка на плоскую горизонтальную
кровлю; при j нагрузка ps 0,5, но не менее 25 кгмг. В стрельчатых сводах с подъемом
7 4 нагрузка ps 0,5, но не менее 25 кгм2, т 1
а при -j снеговая нагрувка ра принимается
независимо от снежности района равной 25 кгм.
Ветровая нагрузка на цилиндрические своды учитывается только при расчете затяжек, контрфорсов и мауерлатов; схема и величина нагрувки принимаются в соответствии с ОСТВКС 7626а.
стрельчатых сводов определяются в зависимости от подъема по формулам;
83
84
1 0,7;
0,8 I.
Действующие на свод нагрузки учитываются в наиневыгоднейшей комбинации.
47
Фиг. 43. Схема ветровой нагрузки цилиндрический свод
на
2 Расчетные схемы
Сетчатый свод представляет собой пространственно-стержневую многократно статически неопределимую систему. Точный расчет этой системы вследствие своей сложности практически
Фиг.
Схема ветровой нагрузки на стрельчатый свод
неприемлем. Поэтому расчет сводов производится по приближенному методу, результаты которого, как показали многочисленные опыты германского профессора Отцена опыты ЦНИПС и доц. Д. А. Кочеткова, дают хорошее совпадение с испытаниями.
Сущность метода заключается в следующем.
Из свода нормально к его образующей выделяется полоса фиг. 45, равлая по ширине одной зоне 2С косяков с действующей на нее внешней нагрузкой. Выделенная полоса свода рассчитывается как арка обычными приемами, а пространственная работа ее учитывается введением коэфициентов, вависящих от расстояния между жесткими диафрагмами.
Фиг. 45. Расчетная полоса свода
Для упрощения расчета рекомендуется считать нагрузку направленной не по радиусу как указано в ОСТ, а нормально к хордам согласно фиг. 43.
Для стрельчатых сводов ветровая нагрувка является основной и должна учитываться при расчете всех элементов свода; схему нагрузки ввиду отсутствия аналогичных профилей в указанном ОСТ можно принимать по фиг. 44 на основании опытных данных, полученных Эйфелем во Франции при продувке эллинга бельфорского типа.
Аэродинамические коэфициенты Кг и Kt для
При обычном устройстве опор и шелыги стрельчатые своды фиг. 13 рекомендуется рассчитывать Как трехшарнирные арки.
Расчет цилиндрических сводов по схеме двухшарнирной арки может производиться со значительными упрощениями ввиду приближенности коэфициентов, учитывающих влияние диафрагм, условности схем временных нагрузок, а также недостаточной изученности работы безметальныу сводов на практике.
1R. О t z е n, Die statische Berechnung der ZollbauLamellen daciier industriebau, 1923, iNs VIII IX.
502
В. А. ЗАМАРАЕВ
8. Определение усилий
а Своды
Изгибающие сетку свода моменты Мк вычисляются с учетом угла наклона косяков к образующей свода по формуле:
85
где Ма изгибающий момент в арке шириной 1 л;
Таблица 1
Значение коэфициент д
в
S
1,0
1,5
2,0
2,5 и более
е
2,0
1,5
1,25
1
д коэфициент, определяемый при наличии жестких диафрагм в зависимости
от -д- по табл. 1 промежуточные значения находятся линейной интерполяцией.
Величины изгибающих моментов Ма определяются по формулам:
Таблица 2
Изгибающие моменты Мо в простой балке от равномерной нагрузки дли сечений через 0,051
Mo ngl
X
1
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45
V
0,024
0,045
0,064
0,080
0,094
0,105
0,114
0,120
0,124
Таблица з
Геометрические данные для расчета арок кругового очертания
х
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45
R
8
У__
t
sin COS q
0,435
0,900
0,436
0,600
0,800
0,600
0,714
0,700
0,714
0,800
0,600
0,800
0,866
0,500
0,866
0,916
0,400f 0,916
0,954
0,300
0,954
0,980
0,200
0,980
0,995
0,100
0,995
о
00
У_
f
Sin р COS q
JL f
Sin q COS q
1L f
Sin q COS q
0,280
0,831
0,556
0,471
0,738
0,674
0,615
0,646
0,763
0,728
0,554
0,832
0,235
0,720
0,694
0,421
0,640
0,768
0,571
0,560
0,828
0,693
0,480
0,877
0,816
0,462
0,867
0,885
0,369
0,929
0,791
0,400
0,916
0,868
0320
0,947
0,217
0,621
0,784
0,398
0,552
0,834
0,550
0,483
0,876
0,676
0,414
0,910
0,778
0,345
0,939
0,860
0,276
0,961
0,936
0,277
0,961
0,972
0,185
0,983
0,993
0,092
0,996
0,927
0,40
0,971
0,968
0,160
0,987
0,992
0,080
0,997
CM
CD
lA
CO
©
О
CO
©
0,922
0,207
0,978
0,966
0,138
0,990
0,992
0,069
0,998
Ю
CM
N
О
iA
01
co
О
JL
f
sin q cos q
0,209
0,540
0,842
0,386
0,480
0,877
0,538
0,420
0,907
0,665
0,360
0,933
0,770
0,300
0,954
0,854
0,240
0,971
0,918
0,180
0,984
0,964
0,120
0,993
0,991
0,060
0,998
CO
CO
CO
CO
00
cT
Л
f
sin p
COS q
0,202
0,475
0,880
0,379
0,423
0.906
0,530
0,370
0,929
0,658
0,317
0,948
0,765
0,264
0,964
0,851
0,211
0,977
0,917
0,158
0,987
0,963
0,106
0,994
0,991
0,053
0,9
CO
'Ч
CO
i
о
CO
CO
1Й
GO
o'
J
sin p COS Ф
0,200
0,424
0.906
0,374
0,376
0.927
0,526
0,329
0.944
0,654
0,282
0.959
0,762
0,235
0.972
0,848
0,188
0.982
0,914
0,141
0.990
0,962
0,094
0.996
0,990
0,047
0.999
О
о
о
со
ю
БЕЗМЕТАЛЬНЫЕ КРУЖАЛЬНО-СЕТЧАТЫЕ СВОДЫ
503
М0 а
86
а 4
а от постоянной нагрузки:
М
где
7
У ординаты оси свода табл. 3;
М0 момент в соответствующем сечении простой балки;
б от односторонней снеговой нагрузки ps на полупролете арки:
Ml
-■¥-т
87
в от ветровой нагрузки pw только для стрельчатых сводов по фиг. 44:
Ма Ах Нау
PlW-2®
88
где
А
0,875 sin 90 2у На
А1 -Ь Piulp 2
89
90
Величина sin 90 2у в ф-ле 89 положительна при 45 е и отрицательна при у 45.
При расчете стрельчатых сводов величины а, у и z в ф-лах 86 и 88 могут определяться графически по масштабу.
Нормальные усилия в своде определяются для сечений, где момент Ма имеет наибольшую абсолютную величину; для цилиндрических сводов кроме того определяется наибольшее сжимающее усилие в четверти пролета.
Действующее в арке усилие Na разлагается по направлению косяков фиг. 46, причем усилие в косяке находится по формуле:
Nk
NgO
SlU а
91
Продольное усилие в своде, распирающее торцевые стены и воспринимаемое обрешеткой, направленной по образующей свода, находится по ф-ле фиг. 47:
Фиг. 46. Определение нор- Фиг. 47. Определение мальных сил в косяке торцевого распора
NaC tg а.
92
Величина Na определяется в данном случае лри наиневыгоднейшем загружении арки шириной 1 л.
Величииы нормальных усилий Na в арке определяются по формулам:
а от постоянной нагрузки д или равномерной снеговой по всему пролету:
Щ Qo sin Р Нд cos р, 93
где Qo поперечная сила в простой балке;
Таблица 4
Поперечные шн в простой балке от равномерной нагрузки для сечеинй черев 0,06
Qo вд1
X
1
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45
в
0,45
0,40
0,35
0,30
0,25
0,20
0,15
0,10
0,05
Р
■угол наклона касательной к горизонту;
Нд gу 94
б от односторонней снеговой нагрузки р на полупролете арки:
sin q Hs cos p, 95
где
. W 9e
в от ветровой нагрузки pw только для стрельчатых сводов по фиг. 44:
Na A sin р На cos q. 97
Для стрельчатых сводов величина угла р в ф-лах 95 97 может определяться графически измерением катетов, через tg р по масштабу.
При расчете затяжек, контрфорсов и мауерлатов величина распора Н определяется при загружении всего свода арки полной расчетной нагруэкой; при этом ветровая нагрузка учитывается лишь в тех случаях, когда распор от нее Hw имеет хотя бы на одной из опор положительное направление к середине пролета:
Я HgHs HW 1 Ны. 98
В стрельчатых сводах распор Ни, имеет положительное направление на заветренной опоре В фиг. 44; в цилиндрических же сводах он обычно направлен в другую сторону от середины пролета и потому в ф-ле 98 не учитывается.
Необходимо также принимать во внимание, что при малой постоянной нагрузке и большой ветровой может оказаться, что отрицательный распор от ветра превосходит по величине положительный распор от постоянной нагрузки в цилиндрических сводах это имеет место при qw д.
При определении Hw в цилиндрических сводах длины участков хорд загружения и плечи действия сил могут определяться графически по масштабу.
Поперечные силы Q, действующие на концах косяка, определяются приближенно по формуле:
п - 2М
v “Ж'
99
где Sk длина косяка между осями пересекаемых им косяков;
Мк расчетный изгибающий момент в косяке.
504
В. А. ЗАМАРАЕВ
б Жесткие диафрагмы
Усилия в жестких диафрагмах определяются только от несимметричных нагрузок по общим методам расчета плоскостных систем деревянных конструкций.
Величину ра погонной нагрузки при 2,55 В S рекомендуется определять по фор-
где
муле
1.
Ра
’
0,7
Рсво
нагрузка
100 на свод
где Ра, соответствующая в кгсм;
В0 ширина полосы, действующей на диафрагму нагрузки.
д
Для фронтонов В0 y а Для промежуточных диафрагм В0 В.
При В 2,55 нагрузка исчисляется так же, как при В 2,55, а при BS нагрузка pd О.бЬрВо.
4 Расчет элементов свода
Расчет сетки свода сводится к проверке прочности косяка по наибольшему изгибающему моменту Mf и соответствующей этому сечению нормальной силе Nk по формуле:
N.
П
м®ах
W,
Si
А2
3 100 Fh п
-V
101
где Fk bh площадь брутто поперечного сечения косяка;
Wk момент сопротивления брутто сечения косяка;
п_ допускаемое напряжение на сжатие;
Я гибкость свода, соответствующая свободной длине 1С 0,5 S;
S полная длина дуги свода.
Расчетный момент инерции сечения двух косяков, соответствующий полосе свода шириной 2С, определяется по формуле:
0,944 1,5 sin8 alk, 102
т bh8 v
где Ik -jg момент инерции косяка, а коэфи-
циенты 0,944, 1,5 и sin8 а учитывают влияние подрезки верхней кромки косяков, влияние совместной работы двух косяков и влияние угла наклона косяков к образующей свода.
Радиус инерции свода находится соответственно по формуле:
-V-
2 Fk Sin а и следовательно гибкость
0,5S 2,05S
0,243А sin а 103
А
h Sin а
104
Цилиндрические своды рассчитываются кроме того на устойчивость при равномерном загружении всего свода по нормальной сжимающей
силе iV”4 в четверти пролета по формуле:
h Sin а
п Nma.x да
Fh -3 100 508Fk h Sin ■
105
0,6 S
д _ r 0,243h sin a
2,47 S h sin a
106
Поверка напряжений смятия гнезда и шипов необязательна, так как эти напряжения всегда получаются меньше допускаемых. Расчет косяка на расщепление по гнезду от поперечной силы при Sk 10h не производится.
Мауерлаты или горизонтальные балки воспринимающие распор свода, рассматриваются как простые балки, нагруженные сосредоточенными силами от косяков, и рассчитываются по допускаемым напряжениям п и прогибу.
Пролет этих балок принимается равным расстоянию между затяжками или контрфорсами.
Смятие во врубках мауерлата от сжимающих усилий в косяках может не поверяться.
В тех случаях, когда прочность или жесткость мауерлата недостаточна, последний усиляется добавочной балкой, расчет которой рекомендуется производить без учета совместной работы ее с мауерлатом.
Если мауерлаты опираются не на сплошную стену, а на прогоны, то эти прогоны рассчитываются на изгиб вертикальной составляющей опорной реакции свода при полном загружении его снеговой нагрузкой.
Коньковые брусья в стрельчатых сводах при нормальном сопряжении с косяками не рассчитываются, и сечения их назначаются по конструктивным соображениям.
Затяжки и контрфорсы рассчитываются обычными приемами.
Продольная обшивка, расположенная поверх сетки, рассчитывается на прикрепление ее к косякам и торцевой стене по силам Nm см. ф-лу 92.
5. Примеры проектирования
Пример 1. Проект цилиндрического свода с нецентрированной сеткой Расчет свода
1. Схема и расчетные данные
1 Геометрические размеры свода.
Дано: пролет I 12 м; у.
Расстояние между фронтонами В 20 м.
По табл. 3 находим:
радиус оси свода:
R 0,946У 0,9464 12 11,357 м.
Центральный узел р 63 47'.
Длина дуги:
с пЩ 3,14 11,357. 63 47'
180s 180 12’637
При -g- 1,58 по табл. 1 коэфициент
е 1,5 1.58 1,50 1,46.
2 Нагрузки и допускаемые напряжения.
а Снеговая ps 45 мм.
б Постоянная: вес кровли дкр 70 кгм.
Собственный вес ф-ла 82:
112 70 25 кгм;
_ Vs Дкр 9ев 1 000
1
ftfgl
1.000 _ , 10-12
1 Предложена доц. Д. А. Кочетковым.
9 9р 9се - 95 кгм2.
БЕЗМЕТАЛЬНЫЕ КРУЖАЛЬНО-СЕТЧАТЫЕ СВОДЫ
505
в Ветровая. Скоростный напор q„ 40 кгж9. Так как q„ д, то ветровая нагрузка не учитывается.
г Допускаемые напряжения на изгиб пм 110 кгак и на растяжение стальных затяжек n 1 260 кгсм.
2. Изгибающие моменты Ма и нормальные силы Na для свода длиной по образующей 1 м.
Расчетная схема нагрузок для определения в левой половине свода приведена на фиг. 49.
1 Изгибающие моменты в произвольном сечении свода:
а от постоянной нагрузки по ф-ле 86:
М0 а-
Т. 95 12 95 '8128 а 13 680 1 710а,
где г коэфициент по табл. 2, а а j по табл. 3;
б от снеговой нагрузки по ф-ле 87:
-£67,5-6,. Расчетная величина изгибающего момента:
мл м м.
Результаты вычислений Ма для сечений свода через 0.05Z приведены в таблице Ма и Na.
Таблица Ма ж Na
Коорди
наты
Изгибающие моменты в яг
Углы Я
Нормальные
силы
X
а
М9
а
м
а
sin я
COS р
а
а
2Х
0,60
0,202
- 17
41
58
1,20
0,379
32
73
105
1,80
0,530
30
93
123
2,40
0,658
31
- 104
- 135
0,317
0,948
1053
245
1298
3,00
0,765
22
107
- 129
3,60
0,851
19
102
121
4,20
0,917
8
88
- 96
4,80
0,963
5
66
- 71
5,40
0,991
- 0
87
- 37
2 Нормальные силы Na в произвольном се чении свода:
а от постоянной нагрузки по ф-ле 93: Q0 sin р -f4 Нд COS q 1 1400 sin p 997 COS p,
где:
Hg 95 0,875 12 997 кг см. табл. 3
и
Qo 120 11400 0 по табл. 4;
б от снеговой нагрузки на полупролете по ф-ле 95:
Na sin Р Я8 cos Р 812 sin р
4567 cos sn 23® cos Ф'
Расчетная величина нормальной силы: NaNa N1.
В таблице значение Na вычислено только для сечения, соответствующего М£лх см. табл. Ма и Na.
В четверти пролета при равномерном загружении всего свода снегом по ф-ле 93:
JVar Q0 sin р Я cos р 420 0,264
1 470 0,964 1 526 кг,
где:
Я -9 в 12 95 45 0,875 12 1 470 к; Qo 6 9 Ps 1
8
0,25 95 45 420 кг;
sin q 0,264
cos p 0,964.
ш£
1
Фир. 49. Расчетная схема ватружения
3. Расчет сетки и подбор сечения косяка.
1 Предварительный расчет.
Для предварительного расчета принято:
а Угол 60, sin а 0,865, cos а 0,5, tg а 1,732
б высота кЭсяка:
h _ _ l 200 _ 2Q ft -gp - 6Q - zu см,
принято
h 21 см;
полушаг косяков по ф-ле 79':
Р 3,1 COS a VMi 0,8Л _ - 4 sin а “
_ 3,1 0,5 113,6 21 - 0,8. 21 _ лл „ м 4 0,866 ’ С ‘
506
В. А. ЗАМАРАЕВ
Приближенная длина косяка:
Si, 2 С
COS а
2 -.64,2 0.,5
257 см;
отношение 12 10.
Расчетный изгибающий момент по ф-ле 85:.с У,1.35::6 137 к.
м
q S1U а
1,46 0,866
Соответствующая этому моменту нормальная сила:
NaC 1 298 0,65 975
Sin а
0,866
кг.
Принято сечение косяка 5x21 см. Гибкость свода по ф-ле 104:
Х ЬЬ8 0,5-264 г 4,4
где:
г 0,243 k sin а
0,243 21 ♦ 0,866 4,4 см
Площадь:
Fk 5 21 105 см2.
Момент сопротивления:
Wk 367 см3. Напряжение в косяке по ф-ле 101:
Щ wk i
Я2
3100 Fk
Nk nj
_ 975. 105
13 700
367
-
975
1442
3 100 105 UOj
100 kiIcm2.
Нормальная сжимающая сила в четверти пролета при загружении всего свода:
дттах л
дГ“ ‘
а 1150
Расчетное напряжение по ф-ле 105:
S__
508Ffc h Sin о 508'- 105 21 0,86б 104 Кг1СМ2 110
Угол Afi при Ah 0,3h по ф-ле 17;
0,3 h
с-йЬ-”
0,3 21
0,051985;
M'2 ojp ■1,732 Ap 5 57'.
Крайние углы:
AP0 Ap Apk 5 57' 0,47' 5 10',
где:
‘г Л ft Ц cos а ю
w -50 5 “ W '018204
1
Ah 0 47';
число п углов Aft:
п Р 2 634Г 2, 610 _ д.
лр
при п 9 получим:
5 57'
ло_ Р Wo _ 63 47' 2-0 47'-
Р „ _i_ о а о 5 об :
9 2
АР, 6347,-9 -556 50 и,5'.
2 Точный расчет Принято:
Ар 556'; Аро 5 11,5'; sin Ар 0,103371; cos Ар 0,994643;
tg Ар 0,103928, tg 0,051824, а 60. Полушаг косяков по ф-ле 15':
Q _ sin Лр COS а 2Д К Ь 2 COS Др 1 _
2 sin a cos Лр
_ 0,103371 0,5 2 И 357 - 210 50 2-0,994643 - 1
2 0,866 0,994643 646,5 мм.
I
Положение нижней кромки гнезда по ф-ле 16:
Jic3Tl‘e“ -Т
б45 ♦ 1,732 0,051824 63 мм;
т- 4го 0,3 см- иг-8’
Напряжение в косяках вторично не поверяется, так как величины С и а, принятые в предварительном расчете, оставлены без изменения.
4. Размеры косяков определяются в мм.
1 Величины, входящие в формулы для определения размеров косяков:
С 646 мм; R 11 357 мм; а 60;
sin а 0,866; cos а 0,5; tg а 1,732;
Ар 5 56'; sin Ар 0,10357; cos Ар 0,99464;
tg Ар 0,10393; tg 0,05182; 430511,5';
tgAp 0,09086; Ah 63.
2 Основные косяки; 1 правый и 1 левый.
Длина по нижней кромке по ф-ле 20':
1
2 с Ч г- V 81П а COS а
2 COS ЛР tg2
tg а 1 COS ЛР
. гН о1с
0,5
- 2 0,99464 1,7328 _ 2 „
OU 1,732 - 1,99464
Угол наклона ребра торца косяка в плоскости его боковой грани по ф-ле 21:
sin лр
0 0337 л Ледой
0,866 1,99464 0’ ’
sinal cos АР откуда:
6г 3 25,5 sin 5t 0,0974; cos дх 0,99821.
БЕЗМЕТАЛЬНЫЕ КРУЖАЛЬНО-СЕТЧАТЫЕ СВОДЫ
507
Полная длина косяка по ф-ле 32':
S 0,6А tg дг
2 727 0,6 210 0,05974 2 734 мм.
Угол наклона нижнего ребра торца косяка в плоскости нижней кромки по ф-ле 6:
Ct _tg2a-C08 V tg a 1 COS AP
_ 1,7322 - 0,99464 n Ипос.
- -17732.1,99464 ’58036’
sin xp 0,865.
Длина проекции нижнего ребра торца на нижнее ребро косяка:
d0 b ctg у 50 0,58036 29 мм. Размеры шипа:
толщина 0,3 h 0,3 210 63 мм;
0,3h 63
cos 61 0,998
63.
Длина 10 от низшей точки шипа до крайнего ребра торца косяка:
I 0 sin a COS a 1 COS AP
50
58 мм.
0,866 0,5 1,99464
Глубина врезки нижней кромки по ребру торца косяка по ф-ле 23:
lo Sin a Sin Ар
А -
_ 58 0,866 0,10337 _ е
0,99821
Стрелка косяка по середине его длины по
J-ле 26:
f Ah A cos 5Х 63 5 0,99821 58 мм.
Проекции крайнего ребра торца косяка: вертикальная по ф-ле 27:
h0 h 210 58 152 мм;
горизонтальная по ф-ле 28:
е0 Л о tg 5Х 152 0,05984 9 мм.
Угол наклона верхней кромки косяка по ф-ле 30:
tr Tei 0-08824’ где по ф-ле 31:
sf st 2Z0 2е0 2 727 2-58 2 9 2 629;
0,25 657 мм.
Длина гнезда по ф-ле 22:
h 2 10 0,3h tg 5,
2 58 63 0,05984 124 мм.
Крайние косяки.
1 Косяк 2.
Угол наклона ребра опорного торца по ф-ле 50: tr Л 8 APq 0,09086 л лгпо
lg - -мбГ “.10492-
В плоскости нижней кромки ребро торца наклонено под углом а; длина:
d -г г™- од мм
tg a 1,732 мм'
По ф-ле 52 высота:
, Л Sa 0,52 0,25S. tg V
8 1 tg 52 tg V 210 - 1 180 14,5 - 6,57 0,08824
162
где:
1 0,10492 0,08824
Sa ii - tgS2
11 357 105 0,10492 1180 мм. По ф-ле 53 длина:
et ht tg 52 162 0,10492 17 мм. Полная длина косяка по ф-ле 54:
мм.
2 у-
-f- е' 2 734
1 180 14,5 17 2 578 мм.
1 Ко с я к 3.
Угол наклона ребра опорного, торца по ф-ле 55:
igd tg АР-АРо
6 3 Sin а
tg 5 56' 5 11,5' _ 0,012945 0 01 ,q-.
0,866 0,866 V,U143D,
cos 53 0,99989.
В плоскости нижней кромки нижнее ребро торца наклонено под углом а:
d3 dt 29 мм.
Длина:
S, я- 4 tg 5,
11 357 105 0,01495 168 мм; так как
S3 0,25 657,
то
h3 h 210 мм.
По ф-ле 59: длина: е3 h3 tg 83 210 0,01495 3 мм.
Полная длина косяка по ф-ле 60:
s3 -s3 1 367 - 168 14,5 1 213 мм.
3 Косяк 4.
Углы наклона д ребер торца, примыкающего к обвязочной арке: по ребру Ъ угол:
1
по ребру d имеем:
tg dd tg А3 sin a 0,10393 0,866 0,0900. По ф-ле 61:
, _ Ь V do 29 juju-
be 2 COS ap 2 cos Ap 2-0,99464 M’
dbc _ 15 _ oc juju
Ctg v 0,58036 '
508
В. А. ЗАМ АРАЕ В
и
По ф-ле 62:
-“ “8 о - г I
50.4,:821-ГП,1И5Г_48.
Высота:
hb h0 152 лсл.
По ф-ле 63:
hd h0 dbc dcd tgV
152 15 43 0,08824 157 мм.
По фиг. 37:
еь е0 9 мм ей hd tg 8d 157 0,09 14 мм.
Полная длина косяка по ф-ле 66':
Sl SL-l0- О,U tg дг е0
2 734 58 0,3 210 0,05984 9 2 681 мм-
4 К о с я к 5.
Ребра торца, примыкающего к обвязочной арке, образуют с нижним ребром косяка угол 90. Угол:
56 0
и высота:
h6 h 210 мм.
Угол наклона нижнего ребра торца к нижнему ре5ру косяка равен 90 а; длина:
db Ь tg а 50 1,732 87 лык.
Полная длина косяка по ф-ле 71:
St _ ™т 1 417 ж.
5 Косяк JVft 6 см. чертеж сетки примера. Опорный торец этого косяка совершенно одинаков с соответствующим ему торцом левого косяка 3, а торец, примыкающий к обвязоч ной арке, с торцом косяка 4.
Полная длина косяка по ф-ле 72':
S6 S £® SI 1 213 2 734 2 681 1160 мм.
Глубина врубки:
вр min cos 111 0,84905 94 мм. Длина опорной площадки поверху по ф-ле 77-
, _ S3 cos в 1 cos ДР ; ь Л2.
в cos Др ■ 2 sin а соГ112®
_ 168 0,5 ■ 1,99464 ,50 162
0,99464 ■г 2 0,866 0,9945 и0299 168 29 5 192 мм,
где по ф-ле 78:
- sin др cos dz _
У cosa Д р tg
и
0,1034 0,9945 А клг 0,0514
V 0,99462 1,7322
sin q 0,0514.
Длина опорной площадки понизу по ф-ле 78;
ii 2ар tg Q.
в sin ЧРо
По ф-ле 80 длина:
I tg в _ лпо j 2 94 0,0514 1н-1в ssrzpr 19 МЭтТз 203
tn 94
54 мм
3 cos 53 tg а 0,99989 1,732 и по ф-ле 79 длина:
' К Л ■ 8 94 Г v L 0,9945 - 1,732
0,62224 0,10492 0,0514 58 мм.
Расстояние между врубками:
Sep 2C 2 ■ 646 1 292 мм.
Расстояния от линии центров узлов по ф-лам 79' и 80':
г Ч cos а з YSnT
168 3 0,5 54 -856g- 168 мм
ипр h 8 h ис
192 54 58 168 136 мм.
5. Врубки в обвязочных брусьях м а у ер латах.
Угол наклона опорной площадки врубки: -2 3153.5'; sin Зв 0,52831: cos 30 0,84905; tg 0 0,62224.
Необходимые по конструктивным требованиям размеры брусьев по ф-лам 73 74: высота:
210
min 008 А 0799989 ’84905 178
ширина:
ШТа 8in ггйо'0-5831 I11
0,99989
6. Расчетная величина распора.
1. Собственный вес свода дсв в кгм2 горизонтальной проекции покрытия по ф-ле 82:
Ъ ftp h a 9ев 2IC sin а ‘ 7в
_ 0,05 0,152 0,210 12,64 - 550 _ 0 00 _ „ е _,
2 12 0,646 0,866 У, Кг'М '
где Уа 550 кгм3 объемный вес древесины.
2. Распор:
jj _ Ps Окр Ясв _
,45 70 9,5. 122. 7. 4 На один узел:
Я„ 2ЯС 2 1 300. 0,646 1 680 кг.
БЕЗМЕТАЛЬНЫЕ КРУЖАЛЬНО-СЕТЧАТЫЕ СВОДЫ
509
1. Подбор сечения затяжек и мауер- Принято сечение 0 20 мм с осадкой концов
лата под нарезку до 0 25,4 мм.
1 Затяжки расположены через Площадь сечения эатяжки;
3,14 ш
кС 4 0,646 2,58 м. Расчетною нагрузки.
Разрез а-о.
5 t Постоянная 95
6 2 Снегабая 75Умг
Разбертка сетки сбода по нижней кромке
Затяжки
Жесткий фронтон.
а
Опо 1Иби узел
Концй осожиба 150 ютсв под нарезку до 5.4
Затяжка
врубка б мауэрлатах. 989 0,,,-
Я
С‘Б8 bnp'
ис
Косяк n3 скбозной.
’шш
-178
■Пиния центроб узлоб сетки
136 носякы2
примыкающий
1 б
Фиг. 50. К примеру расчета Усилие, приходящееся на одну затяжку: То же по нарезке:
N 4ЯС 2,58 1 300 3 360 т.
Допускаемое напряжение:
71. 0,9 1 400 1 260 кгсм9.
FM 3,575 см3.
Напряжение:
C‘t'46
С-д4в
п 1 070 кгсмi
510
В. А. ЗАМАРАЕВ
2 Мауерлат имеет расчетный пролет: 1М 2,58 м.
Изгибающий момент:
М 3 36; 258 2170 кг.
Величина нагрузки по ф-ле 100:
р 1ь рЛ
‘-Пн'45“ 234
Рабочие чертежи свода приведены на фиг. 50 51.
Кот ы1праШй.
Необходимый момент сопротивления:
Wx 1 970 слс8.
х 110
Принято сечение 23 х 23 см:
Ш 23 2 232.
” нетто g 1 см Напряжение:
ж 117 ш,смЪ
перенапряжение 6.
8. Схема и величина нагрузки на фронтон
Конструкция фронтона рассчитывается в данном случае только на одностороннюю снеговую нагрузку.
Пример 2. Проект цилиндрического свода с центрированной сеткой
Расчет свода
1. Схема и расчетные данные приняты такими же, как и в примере 1.
2. Изгибающие моменты Ма и нормальные силы Na приведены там же.
3. Расчет сетки и подбор сечения косякас
1 Предварительный расчет
Для предварительного расчета принято: угол а67 30'; sin а0,92388; cos а 0,38264;
tg а 2,41421.
Высота косяка:
, I 1 200
70 “70 “ СМ’
ВЕЗМЕТАЛЬЦЫЕ КРУЖАЛЬНО-СЕТЧАТЫЕ СВОДЫ
511
Косяк N 2 праШй
б
д
Фаг. 51. К примеру расчета
612
В. А. ЗАМАРАЕВ
Полушаг косяков ф-ла 19:
где:
С 0,547 V2R ft ft 0,15 tg a sin а
_ 0,547 V 2 1 136 - 17 17 0,15 17
2,414 0,924
Приближенная длина косяка:
_ 2 - О 2 41,5 пЛС
о к п аоа- 216 СМ.
41,5 см.
COS а
0,383
Отношение:
4V612’710
Расчетный изгибающий момент ф-ла 85:
2М“ах
м, а
в Sin а
2 135 0,415 _ оа
С ' 1,46 0,924 83 '
Соответствующая этому моменту нормальная сила:
N _ NaO _ 1 298 0,415 _ ео,
1ПГа 07924 584 Kt
Принято сечение косяка 5 х 17 см.
Гибкость свода ф-ла 104:
где:
5 0,5S 0,5 1 264
А 3 166
г 0,243А sin а
0,243 17 0,924 3,8 см. Площадь:
Fk 5 17 85 см. Момент сопротивления:
Wk 241 см3. Напряжение в косяке по ф-ле 101:
8 300
„ ’ 584.
П1Г
241
, 1662 584 3 100' ' 85 110
85 KtfCM8.
Нормальная сжимающая сила в четверти про лета при загружении всего свода:
TVrnai 1 526 0,415 ggg „ iVA 0Т924 Ь8Ь‘
Расчетное напряжение по ф-ле 105:
ттгь ■ тЧш в ио.
Угол АР при Ah 0,3h по ф-ле 17:
tg 4г
0,3h
0,3 17
саг; “ ода г41
0,04485;
А 508'.
Крайние углы:
Ар0 АР 4Рк 508' 050' 418',
1 136 2 ■ 0,383 0,01455
Арк 050'.
Число п углов АР'.
п и п АР 4,
Р - 2АРо
63®47' 2 4®18'
Ар
508'
10 получим:
Р чт
6347' 2 050'
2
10 2
Р-ПАР
6347' 10-527'
Ю,7;
527'; 438,5'.
2 Точный расчет Принято:
АР 52Г;
J0 438,5'; sin Ар 0,09498; cos АР 0,99548; tg Ар 0,009541;
tg Ц- 0,04759;
а 6730'.
Полушаг косяков по ф-ле 15:
C £tgAp
И 352,7u21 ‘ ’09541 445
Положение нижней кромки гневда по ф-ле 16:
с агг¥
445 0-92зж 2,41421 0,04759 57 лсл;
т кб 0’335 фиг 8-
Расчетное напряжение в косяке по ф-ле 105:
юз
- 0,415
п
0,445 110 хсл3.
4. Размеры косяков.
1 Величины, входящие в формулы для определения размеров косяков:
С 445 мм;
R 11 357 им;
а 67 30';
sin а 0,92388;
cos а 0,38264;
tg а 2,41421;
ctg а 0,41421;
ВЕЗМЕТАЛЬНЫЕ КРУЖАЛЬНО-СЕТЧАТЫЕ СВОДЫ
513
Ар 527'; sin Ар 0,09498; cos Ар 0,99548; tg АР 0,09541;
tg-Y 0,04759;
Ар0 438,5'; tg Ар0 0,08119;
dг 57 мм; угол с 45; tg а 1,00; sin т 0,7071.
2 Основные косяки: 1 правый и 1 левый.
Длина по нижней кромке по ф-ле 46;
1 ЛЛС п I
COS а 1 tg о
Во 2Ш 50 2Шмм'
Угол наклона торца косяка в плоскости его боковой грани по ф-ле 21:
tg 5, О GV
sin Д
sin а 1 со- ДР 0,09498
0,05162;
0,92388 - 1,99548 б1 257; sin дг 0,05146; cos 5Х 0,99867.
Угол наклона нижнего ребра торца косяка в плоскости нижней кромки по ф-ле 6;
ctg у
tg2 а cos ДР
tg а 1 cos ДР
_ 2,41421- 0,99548 _ - nnq.
2,41421 1,99548
sin ip 0,7081; cos ip 0,706 ip 4505'r По ф-ле 37' длина:
dm lo 4 71 14,6 86 мм, где по ф-ле 22:
Sin a COS a 1 COS Д
50
0,92388 0,38264 1,99548 и no ф-ле 33:
71 мм
- ctg T ctg a
.59 i _ 0,41421 14,6 мм.
Наибольшая глубина пропила от нижней кромки косяка по ф-ле 23:
2 А
2 о sin a 8п cos
2 71. 0,92388 0,09498 _ Att М9857 1Z ММ'
Размеры шипа по ребру торца косяка:
о.з 170 _ к, cos 6 0,99867 0
Длина проекции:
d0 Ъ ctg ip 50 1,003 50 мм.
Стрелка косяка по середине его длины по ф-ле 26:
Ah A cos дх 57 -у- 0,99867 51 мм.
Проекции крайнего ребра торца косяка: вертикальная по ф-ле 27:
h0 h 170 51 119 мм;
горизонтальная:
е0 h0 tg 5Х 119 0,05152 6 мм;
д0 Ь ctg ip 50 1,003 50 мм.
Длины отрезков по ф-ле 34:
iu sin о Zw sin у a
14,6 0,7071
sin 4505' 45 по ф-ле 35:
'6o
_ 14,6. M071 , 103 MM.
z -z Ле-
Zn Zm, - 10,3 119
0,99867 по ф-ле 36:
2o sin y о
ln
sin a
tg Ji
0,05152 4 mm;
татг 5'7
Размеры пропилов от нижней кромки косяка: по ф-ле 41:
, Аг-А 1 £ -£ 1 - '-If 5 д.; по ф-ле 40:
А2 A cos дг l А _ dm dp in
d0 cos v
At Г6.Л QQ87 1 _i_ 103,0,708 gl 86 50 14,6 _
to и,УУо7 5Q J OJ 88_50--10,30,706
5 6,5 7 mm;
по ф-ле 24 высота:
k _ 0,3ft _ 0,3 170 _ 51 cos SX 0,992 ’
по ф-ле 38 размер:
a dm d0 e0 86 50 6 30 мм.
По ф-ле 44 и 45 длина проекций: еш hw -f- Ai sin со 51 -f 5 0,125 7 мм, уш Ьш Ч- Aj cos о 56 0,992 56 мм, где cos со определяется через tg со по ф-ле 39:
tg о 1 6 141169 5,7 0,12605; cos о 0,992; sin со 0,125.
514
В. А. ЗАМАРАЕВ
Полная длина косяка по ф-ле 47:
£0 st 2е 2 376 2 7 2 390 мм.
Угол наклона верхней скошенной кромки по ф-ле 30:
4 51
где:
Г ■ OIT
Sf St 2а 2 376 2 30 2 316;
S
А 579 мм.'
Длина гнезда по ф-ле 48':
а h cos ЛР 3J sin 5j о,6А tg 5Х ,
71 0,99548 3 6 0,05146
0,6 170 0,05152 77 мм.
3 Крайние косяки
а Косяк 2
Угол наклона опорного торца по ф-ле 50:
s tg АВо 0,08119 2 sin а 0,92388 008788.
Расчетною нагрузки.
Постоянная 95 нУыг
Юнегодая 75 “Ум2 У
Оз
I
I
Разрез а-а.
rJ2QQO-l7i3'
в‘12000
Разбертка сетки сбода по нижней кромке.
Жесткий фронтон.
Фиг. 52а. К примеру расчета
БЕЗМЕТАЛЬНЫЕ КРУЖАЛЬНО-СЕТЧАТЫЕ СВОДЫ
515
Фиг. 526. К примеру расчета
Нижнее ребро торца наклонено к нижнему ребру косяка под углом а.
Длина:
, _ ь 50 2 tg а 2,41421 По ф-ле 52 высота:
21 мм.
ь Л S2 0,5d2 - 0,25S, tg V __
2 1 tg 32 tg У
_ 170 - 991 0,5 21 - 0,25-2 311- 0,08828
1 0,08788 - 0,08828 шамм,
где:
st ii -tg 5211 357 85 -0,08788991 мм.
По ф-ле 53 длина:
е h2 tg 52 133 0,08788 12 мм.
Полная длина косяка по ф-ле.54:
2 -у- е2 1 195 991 10,5 12 2 207 мм.
б К о с я к 3
Угол наклона опорного торца по ф-ле 55:
tg Ар - А Но _
tg 3 sin а
_ tg 5 27'- 4 38,5' 0,01411 _ ft ft1
0,92388 “ 0.92388 ’
Нижнее ребро торца наклонено к нижнему ребру косяка под углом а.
Длина:
da d2 21 мм;
Ы70
516
М. Е. КАГАН
длина:
S3R- у tg 53 И 357 85 0,01527
172 579 мм.
Следовательно:
h3 h 170 мм.
По ф-ле 59 длина:
ег h tg 53 170 0,01527 3 мм. Полная длина косяка по ф-ле 60:
оо Si а , dz __
з 2 3 Т 2 1 195 172 10,5 1 034 мм.
в Косяк 4
Угол наклона крайнего острого ребра торца, примыкающего к обвязочной арке:
54 Si.
Высота:
ht h0 119 мм.
По ф-ле 67 длина:
Ь ИШ7 -06152 6
По ф-ле 68 длина:
ы ье “4 'i г0
„ 6 MW8-0.70M 71 6 ЯШ,
ои
dt d0 50 мм;
е0 6 мм.
Полная длина косяка по ф-ле 69: SSl-eM-dm d 4:
2 390 - 7 86 50 6 2 353 мм.
г К о с я к 5
Ребра торца, примыкающего к обвязочной арке, расположены нормально к нижней кромке косяков:
угол:
55 0
и высота:
й6 h 170 мм.
Угол наклона нижнего ребра торца к нижнему ребру косяка равен 90 а.
Длина:
ds Ь tg а 50 2,41421 121 мм.
Полная длина косяка по ф-ле 71:
со sld5 2 390 121 , at.e
Si - 2 1 256 мм.
д К о с я к 6
Опорный торец этого косяка совершенно одинаков с соответствующим ему торцом косяка 2, а торец, примыкающий к обвязочной арке, с торцом косяка 4.
Полная длина косяка по ф-ле 72:
58 55-51-
2 207 2 390 2 353 2 170 мм.
5. Врубки в обвязочных брусьях мауерлатах рассчитываются так же, как и в сводах с нецентрйрованной сеткой.
Дальнейший расчет свода здесь не приводится, так как он ничем не отличается от изложенного в примере 1.
Рабочие чертежи свода приведены на фиг. 52.
Иною. М. Е. КАГАН
III. СВОДЫ-ОБОЛОЧКИ
1 Общие сведения
Обычно применяемые в строительстве своды страдают рядом недостатков, ограничивающих область их применения.
Основным недостатком сводов является распор, возникающий в них под влиянием внешних сил собственного веса, снега, ветра. Для восприятия распора приходится ставить металлические затяжки или контрфорсы. Металлические затяжки обычно требуют значительного расхода металла и затрудняют использование внутреннего габарита помещения; контрфорсы же особенно в высоких зданиях требуют больших затрат на добавочную каменную или бетонную кладку иногда армированную самих контрфорсов и фундаментов; кроме того при слабых грунтах устройство надежного основания под фундаменты представляет иногда большие затруднения.
Свод-оболочка является безраспор ной конструкцией, не требующей ни затяжек, ни контрфорсов, ни несущих продольных стен. Отсутствие необходимости в несущих про
дольных стенах является главным преимуществом сводов-оболочек, определяющим основные области их применения.
Прежде своды-оболочки выполнялись исключительно из железобетона; лишь ва последние 3 4 года в СССР получило развитие строительство сводов-оболочек иэ дерева.
Малый объемный вес дерева при относительно большой крепости его вдоль волокон и производственные преимущества, в частности внёсезонность и быстрота возведения при малых затратах на вспомогательные сооружения, являются большими преимуществами дерева по сравнению с железобетоном; кроме того малая теплопроводность дерева обеспечивает возможность одновременного использования деревянной оболочки как для конструктивных, так и для теплоограшдающих целей.
В отношении пожарной безопасности деревянный свод-оболочка имеет по сравнению с решетчатыми конструкциями некоторые преимущества. Сплошная гладкая фанерная подшивка свода или штукатурка защищают его от влияния вы
СВОДЫ-ОБОЛОЧКИ
517
соких температур и огня, а беспустотность препятствует распространению пожара даже в случае воспламенения дерева.
Деревянные своды-оболочки применяются в виде: 1 тонкостенного свода-оболочки и 2 р е б р и с т о г о свода-оболочки.
Тонкостенный свод-оболочка1 в основном является воспроизведением в дереве сводов-оболочек системы Цейсс-Дивидаг и состоит из следующих основных элементов фиг. 1:
1 собственно оболочки, криволинейной сетчатой пластинки ив нескольких слоев досок, пересекающихся дру с другом и соединенных
гвоздями, 2 бортовых элементов и 3 торцевых стен.
Собственно оболочка воспринимает все внутренние усилия в своде, а торцевые стены опорные давления.
Тонкостенному сводуоболочке свойственен ряд недостатков, ограничивающих область его применения. Основными из них являются:
1. Необходимость закрепления бортового элемента для предотвращения его горизонтального Фиг. 1. Основные эле- смещения. Закрепление менты тонкостенного сво- обычно осуществляетсяда-оболочки в ВИдв специальной го
ризонтальной балки или фермы, работающей на весь пролет свода. Это обстоятельство ограничивает предел применимости тонкостенного свода-оболочки пролетами примерно до 40 м.
2. Осуществление прорезов в своде для светового или вентиляционного фонаря, а также подвеска сосредоточенных грузов к тонкостенному своду-оболочке конструктивно затруднены: световой фонарь требует устройства у прореза специального жесткого борта, а подвеска даже небольшого сосредоточенного груза распределения давления от него на значительную площадь.
3. Сборка тонкостенных сводов-оболочек производится исключительно на стационарных лесах, расставленных по всему плану покрытия, что удорожает стоимость свода-оболочки, а иногда составляет препятствие к применению этой конструкции особенно в случае необходимости иметь во время сборки свободную площадь пола.
От всех этих недостатков почти свободен ребристый свод-оболочка.
Ребристый сво д-о болочка а представляет собой оболочку, по нижней поверхности которой расположены жесткие ребра, не имеющие опор в пятах и подвешенные по всей
1 Тонкостенный свод-оболочка был предложен и разработан в СДКЦНИПС проф. Карлсеном Г. Г., инж. Каганом М. Е. и инж. Ершовым П. Н. Одновременно и независимо от СДК ЦНИПС свод-оболочка был предложен и осуществлен инж. Финк К. Д. в Ейске.
2 Ребристый свод-оболочка был предложен и разработан в СДК ЦНИПС Ершовым П. Н., Каганом М. Е., Карлсеном Г. Г., Коченовым В. М., Леняшиным А. В. и Цыпленковым И. А.
длине к оболочке. Основными элементами ребристого свода-оболочки являются фиг. 36:
1 собственно оболочка, состоящая из продольного и косых настилов, сплошных или разреженных; по краям и в шелыге оболочки имеются утолщения продольных настилов, которые воспринимают по краям растягивающие, а в шелыге сжимающие усилия;
2 ребра в виде криволинейных брусьев составного сечения со сплошной или решетчатой стенкой, расставленные по длине свода-оболочки;
3 торцевые стенки.
Жесткость свода-оболочки в продольном направлении определяется большим моментом инерции поперечного сечения свода, а в поперечном моментном инерции ребер. Благодаря своей значительной жесткости ребра препятствуют горизонтальному смещению краев свода-оболочки от вертикальной собственный вес, снег и горизонтальной ветер нагрузок, исключая необходимость в горизонтальном закреплении борта. Вместе с тем жесткие ребра позволяют достаточно просто устраивать прорезы для вентиляционного или светового фонаря.
Подвеска сосредоточенных грузов к ребрам также не представляет конструктивных затруднений.
Возможность придания своду-оболочке постановкой достаточно мощных ребер весьма большой жесткости позволяет осуществлять ребристые оболочки значительных пролетов порядка 100 200 м.
Сборка ребристых сводов-оболочек может быть произведена при минимальном количестве лесов при условии использования ребер как монтажных арок.
2. Тонкостенные своды-оболочки
1 Описание, конструкции
Опыты и теоретические исследования показывают, что края бортовые элементы тонкостенного свода-оболочки, свободно опертого на торцевые стены и не закрепленного по продольным сторонам, при воздействии внешних нагрузок получают большие горизонтальные радиальные перемещения. Эти перемещения должны быть предотвращены горизонтальным закреплением краев свода, которое не должно однако препятствовать смещению края в вертикальном направлении или по касательной. Закрепление может быть осуществлено различными способами, изложенными ниже.
При выборе очертания и основных размеров тонкостенного свода-оболочки необходимо учитывать следующее. Необходимая жесткость сводаоболочки должна быть обеспечена соответственным выбором кривой поперечного сечения свода; при этом кривизна свода, особенно в местах приложения нагрузки, должна быть достаточно большой. Сравнивая эллиптическое, параболическое и круговое сечения, можно отметить следующее.
Эллиптиче с к ое сечение характеризуется малой кривизной в шелыге и сравнительно большой в пяте; поскольку нагрузка снег располагается главным образом в шелыге свода, это обстоятельство легко может повлечь за собой сплющивание верхней части свода с последующей потерей устойчивости всей системы.
Параболическое сечение, напротив, характеризуется большой кривизной в ше-
■ Разрез по А-В
518
М. Е. КАГАН
лыге и малой в четвертях и пяте, что создает неблагоприятные условия работы для четверти и пяты свода, особенно при односторонней нагрузке.
Круговое сечение, имеющее постоянный радиус кривиэны, ставит все элементы сводаоболочки в одинаковые условия работы, а потому
Раареа по А-Б
План-
Разрез по А-Б
Разрез noJ-Б
План
План
-£
Л - Т г
Фиг. 3. Схема закрепления края свода - оболочки при каркасных стенах
Фиг. 4. Схема закрепления края свода - оболочки при отсутствии продольных стен
Схема свода-оболочки зависит от очертания плана перекрываемого здания. Для зданий малой протяженности нормальна однорядовая схема с продольным расположением оси свода. При такой схеме конструкция горизонтального закрепления бортов свода-оболочки зависит от наличия в здании продольных стен и от возможности воспринятия ими распора. Возможные схемы закрепления изображены на фиг. 2 4, конструктивные детали их даны ниже.
Разрез по A-S
А Фиг. 2. Схема закрепления края свода-оболочки при капитальных стенах
должно быть признано наиболее рациональным. Экспериментальные исследования показали; что благодаря постоянству радиуса кривизны оболочка кругового сечения оказывает наибольшее сопротивление потере устойчивости. Помимо указанных соображений постоянная кривизна сечения свода желательна также в целях уменьшения начального напряжения от выгиба досок.
Фиг. 5. Схема мпогорядового решения сводов-оболочек
Для зданий большой протяженности может применяется многогрядовая схема фиг. 5. Горизонтальное закрепление бортов осуществляется при такой схеме с помощью горизонтальных балок, закрепленных на торцевых стенах вдоль 8дания и подвешенных обоими краями к бортам
ОбрешетИа под гнелеэную кроЬлю j
Разрез по А-Б
Пробельное Железо БрцсНи
На основании имеющихся опытных данных в тонкостенных подъемистых сводах-оболочках отношение пролета длины L оболочки к ее ширине В следует по возможности назначать не
более 2,5 3; чем положе выбрана кривая
свода-оболочки, тем меньше должно быть взято L
отношение -в.
Отношение высоты f свода-оболочки к расчетному пролету принимается примерно:
f_ 1 L b 9 f
Доски растянутого борта
Фиг. 6. Конструкция тонкостенного свода-оболочки при железной кровле
смежных сводов-оболочек. Горизонтальное закрепление борта крайней оболочки может быть осуществлено одним из способов, приведенных для однорядовой схемы.
Много рядовых решений тонкостенных сводовоболочек следует по возможности избегать, так как снеговые мешки в ендовах между сводами
СВОДЫ-ОБОЛОЧКИ
519
Нитний косой настил
могут вызвать нежелательные деформации маложесткой в поперечном направлении конструкции.
Конструкция тонкостенного свода-оболочки зависит от типа кровли и от наличия или отсутствия в сводеоболочке прорезов для светового или вентиляционного фонаря.
Конструкция свода-оболочки под железную кровлю обычно фиг. 6 состоит из:
1 разреженного настила из брусков, расположенных вдоль образующей свода, участвующих в работе конструкции и одновременно служащих для крепления железных листов кровли;
2 двойного косого настила, причем или один или оба слоя могут быть разрежены;
3 арочек, несущих настилы из нескольких досок плашмя и расположенных по поперечному сечению свода-оболочки;
4 фанеры, подшитой снизу и дающей гладкую поверхность потолка.
В случае устройства прореза для светового или вентиляционного фонаря косой настил и продольные брусочки у прореза прерываются; возникающие дополнительные усилия воспринимаются бортовыми элементами из нескольких рядов досок, расположенных вдоль края прореза по длине оболочки фиг. 7.
Арочки должны быть все или частично по расчету пропущены через прорез.
Конструкция свода-оболочки под р убероидную кровлю состоит фиг. 8 из: 1 двойного косого настила, причем нижний слой может быть разреженный, а верхний сплошной служит основой под рубероидную кровлю, 2 арочек, расположенных по поперечному сечению свода, и 3 сплошной подшивки фанерой или досками.
ных щитов, причем на пологих участках в комбинации с вытяжками, сообщающими поверхность свода-оболочки с наружным воздухом. Конструкция железной и рубероидной чешуйча-
Разрез по А-В
Продольный настил
Состабные арочки ио досок
Доски растяну того борта
Фиг.
8. Конструкция тонкостенного свода-оболочки при рубероидной
кровле
той кровли, а также вытяжек по казана на фиг. 8а, 86 и 8в.
Во всех описанных типах конструкция закрепления края свода-оболочки может быть осуществлена различными способами.
Утеплитель
Разрез по А-В
Ьортовош элемент ц прореза для фонаря
тшж
Фиг. 7. Деталь примыкания к фонарю
В обеих конструкциях кровля может быть как холодной, так и теплой. В последнем случае плиты утеплителя фибролит, сфагнит располагаются между арочками.
Осушающий режим конструкции может быть обеспечен при углах наклона а - 20 30 устройством так называемой чешуйчатой кровли: этернитовой, асбошиферной, шиферной и т. п.
При меньших углах наклона кровля устраивается обычного типа с осушающими продухами.
Возможно также устройство железной или рубероидной чешуйчатой кровли в виде специаль-
Кровельное железо
Фиг. 8а. Чешуйчатая железная кровля
При наличии капитальных вых продольных стен
у с т о й q iiго ризонта ль-
520
М. Е. КАГАН
ное закрепление края может быть осуществлено рядом качающихся опор, расположенных по длине свода-оболочки фиг. 9. Качающиеся опоры в виде отдельных металлических стержней
Утеплитель
Разрез по А-Б
ской крыши фиг. 10, которая или подвешивается обоими краями к своду-оболочке многорядовая схема или же одним краем подвешивается к бопту свода-оболочки, а другим опирается на огран£ дающие стены. Горизонтальная балка закрепляется на торцевых стенах здания и работает на пролет, равный полной длине свода.
При отсутствии продольных стен горизонтальное закрепление края может быть осуществлено в виде горизонтальной фермы или балки, подвешенной обоими продольники краями к своду-оболочке фиг. 11.
Ввиду неизбежности появления упругих и пластических деформаций своду-оболочке должен быть придан строительный подъем, максимальное значение которого в середине свода-
оболочки принимается обычно равным fcmp -J-L
Разрез поА-Ь
-со 300400
Фиг. 86. Чешуйчатая рубероидная кровля
прикреплены гдесь одним концом к железобетонным рамам, расположенным по бокам свода-оболочки, а другим концом к бортовому элементу.
При наличии неустойчивых каркасных стен и при многорядовой схеме вакреп-
Фиг. 8в. Рубероидная кровля по гудронированной фанере или защитному настилу и конструкция вытяжек
2 Определение внутренних усилий
Внутренние усилия от внешней нагрувки могут быть определены приближенно по б е я м о-
Фиг. 9. Качающиеся опоры для горизонтального закрепления края свода-оболочки
ление края свода-оболочки может быть достигнуто горизонтальной балкой в виде жесткой пло
Фиг. 10. Горизонтальная балка-открылок для горизонтального закрепления края свода-оболочки
м е н т н о й или более точно помоментной теории расчета сводов-оболочек.
СВОДЫ-ОБОЛОЧКИ
521
Вырезая двумя сечениями по образующей и в направлении поперечного сечения свода-оболочки элемент dx В dQ фиг. 11,а, заменяем воздействие отброшенной части на рассматриваемую, нормальным усилием по длине свода-оболочки Т х нормальным усилием по поперечному сечению
Фиг. 11. Горизонтальная балка или ферма для горизонтального закрепления края свода-оболочки при отсутствии продольных стен
свода-оболочки Т2, касательными усилиями Sx и £а, поперечными усилиями N1 и iV2, изгибающими моментами Gt и G и крутящими моментами Hi и Н2 фиг. 12 и 12,а. Точка А элемента свода-оболочки dx В dQ определяется на поверхности координатами х и s KQ,
дГ эс2 R
cos0;
Ц
4
2 от снеговой нагрузки, распределенной по поверхности свода по закону косинуса г
р Ро cos 0, где р0 нагрузка на горизонтальную поверхность:
Т2 р0В cos2 0; 5
S 1,5р0 sin 20; 6
Г, -1,5 СТ
й X
Z 1,5р0 - sin 20,
8
бортовом
где Z растягивающее усилие элементе в кг;
д и р вертикальные нагрувки на 1 м поверхности свода-оболочки;
Обозначения в принятой системе координат: х координата по длине свода-оболочки; у координата по касательной в точке А; z координата по радиусу в точке А.
При расчете сводов-оболочек побезмоментной теории пренебрегают изгибающими моментами Gt и Gs и соответствующими им поперечными силами Nt и N2 и крутящими моментами Нг и Н2 и учитывают только нормальные усилия Тг и Тг и касательные S.
Расчет тонкостенного свода-оболочки по безмоментной теории производится по следующим формулам:
1 от собственного веса сводаоболочки д, равномерно распределенного по его поверхности:
T2s gKcoaQ; 1
S 2дх sin 0;
2
R радиус окружности поперечного сечения свода-оболочки;
L 21г длина свода-оболочки.
Начало координат принято по середине длины свода-оболочки.
Безмоментная теория не дает действительного распределения нормальных и касательных усилий в своде-оболочке, а потому ею можно пользоваться только для приближенных подсчетов.
Опыт и теоретические исследования показали, что в круговой оболочке поперечные изгибающие моменты G2 существенно влияют на величину осевых, сил, влияние же на работу оболочки продольных изгибающих моментов Gt и крутящих моментов Нг и Я2 незначительно и потому при расчете ими можно пренебречь.
Ввиду того что знание действительных величин и закона распределения усилий необходимо для правильного конструирования свода-обо
■522
М. Е. КАГАН
лочки и в частности размещения гвоздей, расчет свода-оболочки следует вести по моментной теории 1.
3 Расчет элементов свода-оболочки
При расчете принимают, что внутренние уси.лия, указанные на фиг. 12 и 12а, воспринимаются отдельными элементами свода-оболочки: нормальные усилия Тг продольным настилом, касательные усилия S двумя косыми настилами, нормальные усилия Т2 и изгибающие моменты 1г арочками.
Задаваясь размерами h и Ъ досок или брусков разреженного настила, получаем расстояние между досками или брусками на участке 1:
сх
100ib F-i ’
на участке 2:
_ lOOTib ” FZ2
2 При сплошном продольном настиле:
Тх
F_ -
n_j
и
h _F__ 100
'И
12
13
14
t
Фиг. 13. Разбивка поперечного сечения свода-оболочки на участки
а Продольные настилы
Необходимую площадь поперечного сечения сжатого продольного настила определяют по максимальному усилию Тг. При разряженном настиле сжатая зона разбивается на несколько участков фиг. 13, при сплошном настиле вся сжатая зона принимается за один участок.
При расчете сжатых настилов учитывается ослабление только гвоздями; ослабление стыками не учитывается, так как сжатые стыки осуществляются впритык с плотной приторцовкой.
Для максимального упрощения производства работ полученные размеры и расстояния между элементами продольного настила обычно оставляют постоянными по длине свода.
Растянутая зона свода-оболочки обычно разбивается на два приблизительно равных участка 3 и 4.
Участок 4 соответствует местоположению бортового элемента, воспринимающего наибольшие растягивающие усилия в своде-оболочке. Пло-
Разрез по а1-Б
Фиг. 14. Расположение стыков в поясе при ослаблении наполовину. Доски пояса
находятся цо обе стороны косого настила
1 При разреженном продольном настиле:
9 10
F , JIlL 1 h n_ ’
Tih
2 n_ ’
тде F_j необходимая площадь поперечного сечения на 1 пог. см участка 1 в см2;
F_2 то же на участке 2 в см2;
Тix максимальное значение нормального усилия на участке 1, отнесенного к ширине 1 см, в кг;
Тх2 то же на участке 2.
1 См. Расчет тонкостенных сводов-оболочек в этом томе, а также Перекрытия типа оболочек, т. IV.
щадь сечения бортового элемента определяется по формулам:
■
Ti4 1Р
'нетто 2 п
15
16
где и hHemm0 площадь и толщина нетто
бортового элемента;
длина растянутой зоны участка 1.
Необходимые брутто и брутто определяются в зависимости от способа перекрытия стыков. Наиболее рационально полное перекрытие стыка с каждой стороны косого настила фиг 14, 14а, 15 и 15а.
СВОДЫ-ОБОЛОЧКИ
523
Фиг. 14а. Доски находятся по одну сторону косого настила
Разрез по 2 - 6
Фиг. 15. Расположение стыков в поясе при ослаблении на одну треть. Доски пояса находятся по обе стороны косого настила
Разрез по А-Ь
Разрез по в-Г
Фиг. 15а. Доски находятся по одну сторону косого настила
524
М. Е. КАГАН
В случав перекрытия стыка на х2 длины доски фиг. 14 и 14а:
брутто нетто
В случае перекрытия стыка на 13 длины доски фиг. 15, 15а:
в з р
брутто 2 нетто
и т. д.
При определении F6pymmo в общем случае необходимо учитывать ослабление досок бортового элемента гвоздями.
На участке 3 FMemmo определяется по формуле:
г Г1з
нетто
17
Как и выше, в зависимости от перекрытия стыка:
Fбрутто мим
или
7 Т
брутто 2 неттоа
Ввиду небольших нормальных усилий на участке 3 перекрытие стыков осуществляется введением в работу з или 1а всех досок или брусков настила. При этом учитывается передача усилия с доски или бруска, прерывающихся в данном месте, соседним доске или бруску через арочки фиг. 16.
Практически ослаблеh ние гвоздями сжатого и растянутого продольных настилов при пользовании указанными выше формулами не учитывается, так как расчет ведется по объемлющей эпюре.
б Косые настилы и арочки
Фиг. 16. Расположение стыков в продольном настиле в третьей зоне
Площадь сечения косых настилов определяется по максимальному сдвигающему усилию Smax на опоре. Усилие S, отнесенное к 1 л ширины косого настила, определится по формуле:
D Z S кгм. 18
Необходимое сечение сжатого косого настила:
F_. 19
- п_ ‘
Необходимое сечение растянутого настила:
4-нетто 20
п ’
где D усилие в сжатом настиле;
Z усилие в растянутом настиле.
В зависимости от перекрытия растянутого стыка соседними досками на 12 или х длины доски:
'брутто
4rF,
нетто
или 2F,
нетто 1
Стыки в косом настиле могут иметь расположение:
а по арочкам фиг. 17;
б по продольному настилу фиг. 18;
в смешанное фиг. 19.
Фиг. 17. Расположение стыков в косом настиле по поперечному сечению оболочки
Напряжения в арочках проверяются по формуле:
Gz п_ , Та
Wнетто У1и Рбрутто
idn-’ 21
Фиг. 18. Расположение стыков в косом настиле вдоль оболочки
где Gz и Т2 наибольший изгибающий момент и соответствующая ему нормальная сила, отнесенные к одной арочке;
W и F. моменты сопротивления и
нетто брутто
площадь поперечного сечения одной арочки в расчетном сечении.
СВОДЫ-ОБОЛОЧКИ
525
в Гвоздевой забой
При определении гвоздевого забоя весь сводоболочка делится на ряд вон фиг. 20. Зоны 1 и 2 соответствуют бортовому элементу. Расчет гвоздевого забоя в зоне 1 производится из условий:
Фиг. 19. Смешанное расположение стыков
1 перекрытия растянутых стыков бортового элемента;
2 прикрепления косого настила к доскам бортового элемента.
Растягивающее усилие на участке 1 в одной доске:
На длине 1 м стыка:
N9 __ Tii - Ъ
1cm 1cm
23
на одну не
где 1см длина стыка;
Ъ ширина одной доски;
Т j х Ъ усилие, приходящееся перерезаемую в стыке доску.
Допускаемое усилие на один срез гвоздя определяется по наименьшему из значений:
Тгв 304 24
Тгв kccdM Ос; 25
Тгв nj, 26
где dw диаметр гвоздя;
а толщина крайней доски; с толщина крайней доски;
лс допускаемое напряжение на смятие нагельного гнезда.
Ф-ла 24 соответствует работе гвоздя на изгиб, а ф-лы 25 и 26 работе на смятие на
гельного гнезда в средней или крайней доске.
Гвозди в эонах 1 и 2 работают в условиях несимметричного сопряжения.
Рассматривая распределение действующих усилий на длине стыка, замечаем, что:
1 крайняя доска является крайним элементом несимметричного сопряжения; следовательно при расчете гвоздя должно быть принято ка 0,6;
2 гвоздь в средней доске работает по схеме 1 или 2 в зависимости от того, какую сторону стыка рассматривать правую или левую фиг. 21.
Если принять, что сдвигающее усилие S распределено на длине стыка равномерно, то срезы гвоздя будут нагружены в левой половине
Ъ
стыка силами в одну стыка силами
Тг m
сторону, а в правой TiAT „ АТ1
Ь,
2 m
И
22 иыми в разные
m 2т
стороны.
направленными половине Ъ, направлен-
Зпюрсг усилий Т
я: 0
j Зона
Зона 1
Зона 2 ;
1 Зона 4
Зона 3
Зона 4 I
1
Зона 6
Зона 5
Зона 6 j Г
iJ _ 0 ъ Зона 8
61
г
Зона 7.
Зона 3
I
Р
j Зона 6 Зона 5
Зона 6 J 1
j Зона 4
Зона 3
Зона 4
11 Зона 2
Зона 1
Зона 1
1. J-C _
LrC
1-с. „
1. 4 4 Z
1- к
■ Эпюра усилий S по длине сдода оболочки
Фиг. 20. Зоны гвоздевого забоя
526
М. Е. КАГАН
Здесь: т число гвоздей на х2 длины стыка;
АТХЪ приращение нормального усилия Тх на длине стыка, равное сумме сдвигающих усилий 2Sb на этой длине.
Более опасной является схема 2. Принимая, что отношение коэфициентов ка 0,6 и кс 0,4 при несимметричном сопряжении прямо пропорционально усилиям, приложенным к срезам гвоздя, имеем для рассматриваемого случая:
ее небольшого значения на длине участка определяют допускаемое усилие на гвоздь по формуле:
Тгв О,6 cd лс.
Необходимое количество гвоздей для прикрепления, косого настила к 1 м продольного фиг. 22 определяется по формуле: '
к
0,6
1 0,5
£Ti
2ТХ
И.
где
Tfg lj
27
28
Л ,
У 2Тгв
30
где Tw определяется по наименьшему из значений: для стыка по фиг. 14а и 15а:
I 2 d.Txb
2 приращение нормального усилия на
полудлине рассматриваемого стыка, а ТгЪ полное растягивающее усилие в доске, перекрывающей стык Ъ сокращается.
тгв зо4г;в
Тгв 0,6ad2e пс; Тгв 0,Шгв лв,
а для стыка по фиг. 14 и 15:
Тгв 304С Тгв 0,5cdie nj,
T,b
■Г
d Т.Ь Zsb
Л6 szbsjb I ЛеОыр стык
правый стык 1 г, йТ Ь
3'-
г,Ь
szb
I ЛеОыи стык
2 2
J 7. тг
Правый стык
нагрузка среэоЗ гвоздя в левом.- стыке
и
Схема n 1
ОТ,
I
rAlil
1-l л- ' 1
х т.
Ь.♦ д нагрузи срезов гвоздя стянутых стыков гвозди забиваются
ТЩ. 2л б правом стыке с продольного настила непосредственно
rrri Схема V 2 в арочки и тип II для прикрепления
косого настила к продольному.
Растягивающее усилие в зоне 3 в одной доске продольного настила:
Ng Txbn, 36
31
32
33
34
35
причем в последнем случае гвозди следует считать двухсрезными.
Ввиду того что обычно один и тот же гвоздь работает на перекрытие растяну, того стыка и прикрепление косого настила к продольному, количество гвоздей, необходимое в зоне 1, определяется по наибольшему значению тх и тхк. Аналогично определяется необходимое количество гвоздей в зоне 3.
Зона 3 соответствует растянутой зоне выше бортового элемента; в ней обычно назначают гвоздевой забой двух типов: тип I для прикрепления продольного настила к арочкам в связи с необходимостью перекрытия в нем ра-
Фиг. 21
Необходимое количество гвоздей на 1 м одной доски зоны 1 определится по формуле:
т
1ст,Тгв
29
причем значения Тх
АТХ
где п соответствузг способу перекрытия стыков.
При перекрытш. стыков на ха длины доски п 2, на хз Длины доски п ®а и т. д.
На длине 1 м стыка:
и Т.,
2 - - в ДОЛЖНЫ быть
выбраны такими, чтобы они давали наибольшее количество гвоздей на длине стыка. Для этой цели можно пользоваться табл. 1, из которой можно найти максимум игх.
Для упрощения расчета при определении количества гвоздей на отдельном участке часто
пренебрегают влиянием величины ВВИДУ
Nh
hm
Ti3 bn
hm
37
Усилие для расчета прикрепления доски продольного настила к арочке:
Ng I _ Ti3 bnl hm hm
где I расстояние между арочками.
38
Таблица 1
Расчет числа гвоздей
стыка
Нормальное
усилие
Tib
Приращение нормального усилия
на половине длины стыка
Тгв 0,6
1 0,5
£74
2ТХ
cd n,
Необходимое количество гвоздей на 1 м одной доски зоны 1:
Ti
АТХ
mi
hm Tgg
СВОДЫ-ОБОЛОЧКИ
527
Количество гвоздей, необходимое для прикрепления одной доски продольного настила к одной арочке, определяется по формуле:
39
Количество продольных досок, приходящихся на длину стыка косого настила:
_ Tih Ъп1
т3 я Т lcm гв
m m
9 VZb
43
где за Тгв принимают наименьшее из значений, определяемых по ф-лам 31 и 32.
Гвоздевой забой для прикрепления косого настила к продольному определяется по наибольшему количеству гвоздей, необходимых из условий:
Wib
TL ч W
N4 SS ГГ
V N 'v V
1
4 ПП -
1 uu _
Фиг. 22
1 прикрепления продольного настила к косому и
2 перекрытия стыков в растянутом косом настиле.
По условию 1 количество необходимых гвоздей определяется из следующих соображений. Приращение нормального усилия, действующего в одной доске продольного настила на
1 м длины, составляет AT1Z Ьп; при этом в косом настиле возникнутуоилия фиг. 23.
Гг
уГТ
Fib”
где Ь ширина продольного настила.
Усилие, приходящееся на 1 м одной доски про дольного настила:
£31 т3-. 44
Lcm '
Количество гвоздей, которое необходимо забить на 1 м продольного настила:
S3
mz ,
-t гв
причем за Тгв следует принимать меньшее из его значений по ф-лам 31 и 32, где а толщина растянутого косого настила.
В зоне 4 количество гвоздей определяется аналогично. Зоны 5, 6, 7 и 8 сжатые зоны; количества гвоздей для прикрепления косого настила к продольному и для перекрытия стыков в растянутом косом настиле определяются так же, как и для зоны 3.
г Прикрепление оболочки к а р о ч к а м
Прикрепление свода-оболочки к арочкам должно быть рассчитайо по усилию, определяемому на основании следующих соображений фиг. 24.
45
С
Фиг. 23
Тгв определяется по ф-лам 31, 32 и 33. причем с соответствует толщине нижнего косого настила средний элемент, а толщине верхнего косого или продольного настила крайний элемент.
Количество необходимых гвоздей на 1 ж продольного настила определится по наибольшему из значений:
SmRdb
32 P,dGz Trf7
тпл _ MTihbn. тз ft T ,
' ЛТгЪп_
Zk Y 2 Tte
40
41
По условию 2 максимальное растягивающее усилие, действующее в косом настиле в зоне 3 отнесенное к 1 л продольного настила, равно S3
УТ '
Стлки в косом настиле учитываются введением в работу VM всех досок. Таким образом усилие, действующее в рабочих досках косого настила, определится по формуле:
S3W
VI ‘
42
Фиг. 24
Если принять, как было указано выше, что нормальные усилия Тг и изгибающие моменты G2 воспринимаются арочками, нормальные усилия Тг продольным настилом, а сдвигающие усилия S косым настилом, то между арочками и сводом-оболочкой возникают усилия V. Эти усилия направлены по касательной к верхнему поясу арочки, причем изгибающие моменты и поперечные силы от внешней нагрузки, возникающие В’ поперечном направлении, должны уравновеситься моментами и поперечными силами от сил V.
Полагая, что арочки создают жесткость, непрерывную в продольном направлении, вырезаем элемент свода-оболочки, прикладываем к нему продольную нормальную силу касательное
усилие S и усилие V, выражающее воздействие арочки на рассматриваемый элемент. Проектируя все силы на ось Y, имеем:
2 Y SR dB - dx R dB Vdx R dB 0,
45.
М. Е. КАГАН
откуда:
F- 0;
дх
здесь S касательное усилие, отнесенное к ширине 1 м
V воздействие арочек на свод-оболочку, отнесенное к 1 м2.
Если принять расстояние между арочками равным I, то усилие, возникающее между арочками и сводом-оболочкой, будет:
ас 1
х I
J Vdz j
dS.
46
Итак, усилия, возникающие между сводомоболочкой и арочками, равны по величине накоплению сдвигающих усилий между арочками.
Рубероид
настил Торцебая стенка
Фиг. 25. Непосредственное примыкание оболочки к тор цевой стенке
Необходимое количество гвоздей для прикрепления арочек к оболочке определится по формуле:
У'
fV
47
где V' соответствует накоплению сдвигающих усилий между арочками.
Рубероид' тедойпояс
Kocbte
4 непосредственным прикреплением оболочка к торцевой стене фиг. 25 и 27:
2 устройством растянутого пояса на торцевой стене фиг. 26 и 28
3 устройством сжато-растянутого пояса фиг
26 и 32. т Фиг. 26. Примыкание обо лочки к торцевому растянутому или сжато-растянутому поясу
За Т„ следует принимать меньшее ив его значений по ф-лам 31 и 32.
Скрепление отдельных досок арочек между -собой рассчитывается по сдвигающим усилиям, возникающим между досками от действия моментов Gz‘, необходимое количество гвоздей определяется обычным способом.
д Прикрепление оболочки к торцевой стене
Прикрепление оболочки к торцевой стене может быть осуществлено тремя способами:
Прикрепление оболочки к торцевой стене рассчитывается по усилию S, передающемуся с косых
настилов торцевой стене, или по усилию в до-
1 2
сках косого настила на опоре. Необходимое ко-
Фиг. 28. Расчетная схема растянутого пояса
личество гвоздей на 1 м для прикрепления сводаоболочки к торцевой стене по длине определяется по ф-лам фиг. 29:
s
'Т„ 48
тп
или
S
49
где Тх определяется по формулам для несимметричного сопряжения;
тд количество гвоздей, необходимое иэ условия прикрепления верхнего пояса торцевой стены к оболочке;
тдк количество гвоздей, необходимое иэ условия прикрепления досок косого настила к торцевой стене.
Растянутый пояс конструируется так, что косые настилы прикрепляются к пакету досок, свободно уложенному по торцевой стене, причем
х Устройство растянутого пояса на торцевой стене свода-оболочки было впервые предложено в СДК ЦНИДО инж. Леняпшным А. В.
СВОДЫ-ОБОЛОЧКИ
529
пакет досок не опирается в пяте. Если пренебречь силами трения, возникающими между растянутыми поясом и торцевой стеной, то усилие в растянутом поясе определится по формуле:
8 80
N 2 S; iVmax 2 о о
50
где Z S сумма сдвигающих усилий на опоре о
ниже рассматриваемого сечения;
,0 половина длины дуги фиг. 30.
Площадь поперечного сечения растянутого пояса определяется по формуле:
F.
. Е Тр
нетто n_j брутто нетто
П.
51
Количество гвоздей на 1 м, необходимое для сбивки растянутого пояса, определяется по ф-ле 52:
тР рт1-. 52
г 1ст гв
где Nx усилие в одной доске.
Прикрепление косого настила к растянутому поясу рассчитывается аналогично прикреплению косого настила к продольному в зонах 1 и 2.
Ввиду возможности разгибания растянутого пояса и отставания
Закон изменения сдвигающего усилия S, передающегося на торцевый пояс
Усилия в растянутом поясе:
Nis
о
Усилия в сжато-растянутом поясе:
N £ S D о
Фиг. 30. Эпюры усилий, передающихся на торцевой пояс, и усилий в растянутом и сжато-растянутом поясе
от торцевой стены его следует прикреплять к последней в нескольких местах болтами.
Усилие, передающееся на торцевую стену от растянутого пояса, может быть получено из рассмотрения элемента ds растянутого пояса фиг. 31, к которому с одной стороны приложена сила N, а с другой NdN.
Если пренебречь силами трения между растянутым поясом и торцевой стеной, то реакция
О торцевой стены направлена радиально.
Проектируя все силы на направление О имеем:
2iV sin dN sin - __ OR dB 0. 53
откуда, пренебрегая членом dN sin QL как бесконечно-малой второго порядка и приравнивая sin углу находим:
54
где N усилие в поясе, a R радиус свода оболочки.
Растянутый пояс вследствие больших возникающих в нем растягивающих усилий часто получается значительного поперечного сечения. Поэтому его следует делать только в тех случаях, когда это вызывается серьезными, конструктивными соображениями. Для уменьшения поперечного сечения следует переходить к сжато-растянутому поясу.
При устройстве сжато-растянутого пояса оболочка прикрепляется также к пакету досок, уложенному на торцевую стену, причем в этом случае пакет досок опирается в пяте. Опорная реакция О в сжаторастянутом поясе может быть определена из условия равенства нулю суммарной деформации от сжатия и растяжения пояса.
Деформация элементарной дуги ds RdO:
u
Г 7 9
' I У
Фиг. 31
I.S D
Ш
ds.
Полная деформация дуги:
8
ES D
S1
0
EF
ds 0.
55
5б;
Принимая площадь пояса в любом сече ни гг за постоянную величину, получаем:
или
о
f'SiSds-f Dds 0
о
S ds D s 0,
но последний интеграл представляет собой площадь о эпюры сдвигающих усилий S на участке s, следовательно:
2.
8
57
Производя расчет на половине дуги сводаоболочки, имеем:
D ,
80
где ао площадь эпюры на половине дуги sa.
530
М. Е. КАГАН
Усилие N в любом сечении сжато-растянутого пояса определится по формуле:
8
iV 2S-2, 58
о
где 2 S сумма сдвигающих усилий до рассматриваемого сечения.
Подбор сечений в растянутой части сжаторастянутого пояса производится по формуле:
нетто и брутто нетто ' Пт
В сжатой зоне ввиду работы досок впритык плтпадт. поперечного сечения определяется по формуле:
w а ■ брутто п_ Расчет гвоадей в растянутой части сжаторастянутого пояса, а также прикрепления оболочки к поясу производится по способу, аналогичному расчету растянутого пояса.
Фиг. 32. Расчетная схема сжато-растянутого пояса
Усилие, передающееся на торцевую стену, определяется по ф-ле 54:
В сжатой части сжато-растянутого пояса усилие О отрицательно, поэтому сжато-растянутый пояс в этом месте следует прикреплять к торцевой стене болтами по расчету на усилие О.
В случае непосредственного примыкания оболочки к торцевой стене верхний пояс фермы ила верх торцевой стены нагружен касательными усилиями S фиг. 27.
В случае устройства растянутого или сжаторастянутого пояса торцевая стена нагружается радиальными силами фиг. 28 и 32, на которые она и рассчитывается обычным способом.
Торцевые стены могут быть осуществлены как из дерева, так и из железобетона а камня. В первом случае торцевые стены проектируются в виде ферм или в виде каркасной стены. Во втором случае большей частью в виде каркасной или сплошной стены.
4 Производство работ
Сборка тонкостенных сводов-оболочек обычно производится на сплошных лесах фиг. 33, 34.
По головам стоек лесов устанавливаются прогоны, верхней стороне которых придается очертание, соответствующее строительному подъему свода.
По прогонам двигается стремянка фиг. 35, служащая для сборки арок. Арки сбиваются на стремянке гвоздями, после чего готовые арки устанавливаются в пролете, стремянку передвигают на новое место и собирают на ней следующую арку.
По установленным аркам нашиваются все рабочие продольные и косые настилы, производится гвоздевой забой и устраивается кровля х.
3. Ребристые своды-оболочки 1 Описание конструкции
Ребристый свод-оболочка может быть запроектирован любого очертания по кругу, эллипсу, параболе или коробовой кривой, так как ребрами всегда можно обеспечить своду достаточную жесткость в поперечном направлении.
1 Указанный метод производства работ был предложен сотрудником СДК ЦНИПС инж. Ершовым П. Н.
,-1Л A ILAJRf
Обвязочная келвэо -
W3П
бетонная плита
Фиг. 33. Леса для сборки тонкостенных сводов-оболочек; поперечный разрез
СВОДЫ-ОБОЛОЧКИ
531
Свод-оболочка получается наиболее экономичным и простым в конструктивном отношении при следующих соотношениях основных габаритных размеров фиг. 36:
1 5-6;
2 тт-
10 ’
где L длина, В ширина и высота сводаоболочки.
Так же как и тонкостенные, ребристые сводыоболочки могут проектироваться как по однорядовой, так и многорядовой схеме.
Конструкция ребристого свода-оболочки зависит:
ЯьвеОянная торцебая г стенна
1 от выбранного типа теплой или холодв рплтп Р ли в пеРвом случае конструкция ГереДЬ 8аВИСИТ 0Т ТОГО слУат ли тепло-
1 Т нас™ или применяются утеплители фибролит, сфагнит и т. п.
2 от наличия или отсутствия фонаря’
При теплой кровле без специального утеплителя основными элементами конструкции ребристого свода-оболочки являются фиг. 37: 1 ребра жесткости, 2 кружальные арочки, 3 собственно оболочки.
Ребра жесткости представляют собой криволинейные брусья составного сечения с дощатой сплошной или разреженной стенкой, располагаемые, как правило, снизу сводаоболочки в поперечном направлении на рас
Фиг. 34. Продольный разрез к фиг. 33
НрфкалЬ'нЬе доски образиюшие строительной подъем
верхний сЖатщ пояс
Стойки лесов Верхняя Ж.- плита
. Стойка основной оамЬ Фиг. 35. Стремянка для сборки арок
Фиг. 36. Основные, элементы ребристого свода-юболочки
532
М. Е. КАГАН
стоянии 3 6 м одно от другого фиг. 38 и 44.
Ребра имеют двоякое назначение: 4 участвуя в основной работе свода-оболочки, они воспринимают изгибающие моменты в поперечном направлении и обеспечивают жесткость и устой-
серповидного очертания, так как эта форма наиболее соответствует эпюре действующих в ред. ре иэгибающих моментов.
Поперечное сечение может быть коробчатым фиг. 44 или двутавровым фиг. 38 и 39. Последнее предпочтительнее, так как гвозди, служащие
Фиг. 38. Ребро с дощатой разреженной стеной
чивость, 2 при производстве работ они работают как балки или двухшэрнирные арки в зависимости от характера опирания, воспринимают нагрузку от прогонов и настилов и позволяют обходитьвя бее дорого стоящих лесов по всей площади свода-оболочки. Обычно ребра делаются
для прикрепления поясов двутаврового ребра к стенке, работают на два среза.
Верхний и нижний гнутые пояса ребра выполняются из досок или брусков. Возможно осуществление ребер и с фанерной стенкой в тех случаях, когда совершенно исключена опасность
СВОДЫ-ОБОЛОЧКИ
533
увлажнения фанеры как в процессе возведения свода-оболочки, так и в условиях эксплоатации фиг. 39.
Для того чтобы получить плотное примыкание свода-оболочки к ребру, в верхнем поясе ребра делают вырезы для выступающих внутрь свода досок верхнего сжатого и нижнего растянутого поясов фиг. 38 и 39. В ребре устраиваются стойки жесткости на расстоянии одна от другой, примерно равном высоте ребра. В пяте ребра,
косых под углом 45 к продольному и 90 между собой и укладывается по каркасу, образованному ребрами жесткости, прогонами и вспомогательными кружальными ярочками фиг. 40, 41 и 42.
Толщину продольного и косых настилов назначают из конструктивных, а иногда и теплотехнических соображений.
Цля воспринятая1 значительных растягивающих усилий по нижнему краю свода-оболочки и сжи-
Разрез по оси ребра
Фиг. 39. Ребро с фанерной стеной
где пояса ребра почти сходятся, ставится, вкладыш, прикрепляемый к поясам гвоздями.
Ввиду того что нижний пояс ребер жесткости в основной работе свода-оболочки сжат, для предупреждения продольного изгиба его устанавливаются подкосы, прикрепляемые к нижнему поясу ребра и к уложенным по ребрам жесткости прогонам фиг. 39а.
Вспомогательные кружальные а р о ч к и укладываются по прогонам в промежутке между ребрами. Арочки, прогоны и подкосы: 4 образуют каркас для укладки настилов свода-оболочки при монтаже; 2 увеличивают жесткость свода-оболочки, а в сжатых зонах повышают сопротивление его продольному изгибу.
Собственно оболочка состоит обычно И8 трех настилов одного продольного и двух
мающих в шелыге по нижнему краю устраивается растянутый, а в шелыге сжатый пояс в виде пакетов продольных досок.
Продольный настил может быть расположен:
1 непосредственно по ребрам жесткости фиг. 42а, 2 между двумя косыми настилами фиг. 426. Конструкция по фиг. 426 позволяет достаточно просто осуществить встречный гвоздевой забой в растянутом борту при полной его толщине более 20 см предельная длина проволочного гвоздя, употребляема в строительстве.
Сверху по настилам укладывается кровля того или иного типа. Конструкция кровли в основном аналогична таковой в тонкостенных СЕодах-оболочках.
В том случае, когда устраивают рубероидную кровлю непосредственно по верхнему косому
534 М. Е. КАГАН
в
О
Е
О
0
S
1 о
Ен
О
Н
О
Н
Р.
О
О
р
п
а
л
А
сб
Р
О
А
о
И
о
И
и,
Н
©
СВОДЫ-ОБОЛОЧКИ
535
гг
тт
гг
XX
XX
Т7ТГ
XX
XX
XX
XX
XX
XX
XX
XX
XX
XX
-Г _
тп S
III'
6
__оэ
31
тгг
QJ
ш ■ -
О
О
-О
ттп - :.-J
£ пбо diQHh0uifiHBi0dij-y
40
N
Z
vydo VVHHdlnOfi
о
NO
О
о
о
ч
а
о
03
S
о
I
5
х:
Фиг. 41. Продольный разрез ребристого свода-оболочки
536
М. Е. КАГАК
настилу, последний должен быть выполнен ив досок шириной не более 10 см. Ввиду того, что это требование усложняет гвоздевой забой, рубероидную кровлю часто укладывают на специальный защитный настил из брусочков 12 х 50 мм, пришиваемых поверх настилов, образующих сводоболочку. Защитный настил способствует также сохранности рабочих частей свода-оболочки. Иногда для той же цели вместо защитного пастила
ней части ставится реже и используется в качестве верхней полки прогона.
Пустоты, образующиеся между фибролитом и настилами, сообщаются через осушающие продухи с наружным воздухом и обеспечивают проветривание всей конструкции.
В случае, если из пожарных или других соображений нежелательно оставить связи в виде подкосов, может быть применен ребристый
ЗащитнЬш настил НиЖнии растянцтЬй
Рубероидная кробля под рубероидную кроблю у7 оояс
ЯиЖний растянутый пояс
ЗащитнШ настил под рубероидную нроблю
Сбрешета лод защитный настил Фиг. 42. Развертка ребристого свода-оболочки
Фиг. 42а
Фиг. 426
применяют гудронированную фанеру. Во всех случаях необходимо обеспечить осушающий режим кровли.
Снизу свод-оболочка подшивается например гудронированной с внутренней стороны фанерой, которая служит пароизоляцией. Гудронированную фанеру следует подшивать обязательно после полного просушивания свода-оболочки.
Конструкция ребристого свода-оболочки фиг. 43 при теплой кровле отличается от приведенной конструкции только тем, что между прогонами укладывается утеплитель фибролит, сфагнум и т. п. В этом случае продольный настил в сред-
свод-оболочка с двойными ребрами фиг. 44. Ребра располагаются на расстоянии, определяемом расчетом, и связываются между собой поперечными диафрагмами и понизу сплошной стенкой или решеткой. Такая конструкция значительно повышает устойчивоЬть ребер на продольный изгиб и позволяет не ставить специальных связей в виде подкосов.
Если расположить парные ребра достаточно близко друг от друга, то в качестве продольных настилов и прогонов можно использовать доски, толщину и расстановку которых следует в этом случае выбирать по толщине и ширине утепли-
Засыпать Крупным гранулир. шлаком ДЬойной Косой настил
осушающий продух
Рубероид по пергамину на клебемассе ДЬойной Косой настил Продольный настил
Засыпать Крупным граЬием
Осушающий продух
Защитный Косой настил Продольные настилы ДЬойной сплошной Косой настил
ДереЬо-плита
Фанера гудрониробанная Со стороны утеплителя
Уклон 1 '
Фяг. 43. Конструкция ребристого свода-оболочки при наличии утеплителя
СВОДЫ-ОБОЛОЧКИ
S3S
М. Е. КАГАН
теля. Укладывая утеплитель между ребрами, Для предварительного подбора сечения свода-
получаем в этом случае беспустотную конструк- оболочки можно определять внутренние усилия,
цию свода-оболочки фиг. 44 с гладким потол- пренебрегая работой средней части продольных
ком. настилов и учитывая только верхний и нижний
При расстоянии между ребрами не более 3 4 м пояса, в предположении равномерного распре-
отпадает необходимость в устройстве промежу- деления напряжений по высоте поясов фиг.
точных арочек, так как монтаж оболочки можно 45. В этом случае:
Рцбероид
Z Косых настиго
Моски продольного настила
Парные вебоо
Фиг. 44. Конструкция ребристого свода-оболочки при парных ребрах
произвести, используя для этой цели толстый продольный настил
2 Расчет
Как правило, ребристый свод-оболочку следует рассчитывать по методам теории упругости, позволяющим учесть влияние податливости ребер на распределение нормальных и касательных усилий в своде-оболочке. Наиболее употребительным и простым является метод, предложенный инж. Власовым В. 3. см. т. IV справочника Промстройпроекта, Перекрытия типа оболочек.
При бесконечно-большой жесткости ребер и симметрии внешних нагрузок относительно продольной оси свод-оболочка работает как балка на двух опорах торцевых стенах.
Чем меньше жесткость ребер, тем сильнее работа свода-оболочки отличается от работы балки, напряжения же в элементах свода-оболочки приближаются к напряжениям в тонкостенной оболочке. При несимметричной односторонней нагрузке растягивающие напряжения в нижнем бортовом элементе больше, чем при симметричной.
При симметричной пагрузке ребристый сводоболочка может быть рассчитан приближенно как балкаг.
1 См. Приближенный метод расчета ребристых сводов-оболочек на симметричную нагрузку.
М
max
где Nmar максимальное нормальное усилие, действующее в верхнем и нижнем поясах;
е плечо внутренней пары, равное расстоянию между центрами тяжести верхнего и нижнего элементов; размер е может быть принят равным 0,8 0,9.
Максимальное напряжение в верхнем и нижнем поясах определяется по формулам:
п:
,
шах
нетто
N,
max
П Fбрутто. V
Здесь FHemino площадь нетто нижнего растянутого пояса;
Fбрутто площадь брутто верхнего сжатого пояса;
р коэфициент уменьшения допускаемого напряжения на сжатие при учете продольного изгиба.
Необходимо отметить, что при таком 'предварительном расчете допускаемые напряжения необходимо понижать на 20 25, так как действительные напряжения по поперечному сечению свода-оболочки изменяются по линейному закону и краевые напряжения выше вычисленных.
СВОДЫ-ОБОЛОЧКИ
539
Касательные усилия S определяются приближенно по формуле:
с_ Q s 7’
где Q поперечная сила в данном сечении. Распределение N и S по поперечному сечению свода-оболочки показано на фиг. 45.
Фиг. 45
Подбор еечений отдельных элементов ребристых сводов-оболочек, расположение стыков в них и расчет гвоздевого забоя производятся по соответствующим правилам для тонкостенных сводов-оболочек. При этом принимается, что нормальные силы Тг воспринимаются продольным настилом, касательные усилия S косыми наетилами, нормальные же силы Т2 и изгибающие моменты Gt, действующие в поперечном направлении, ребрами.
Верхний пояс в ребристых сводах-оболочках следует проверять на продольный изгиб, принимая за свободную длину расстояние между ребрами или иными закреплениями. При расчете в вапас прочности криволинейность сжатого пояса обычно не учитывается; гибкость его определяется по формуле:
А -,
г ’
где I расстояние между ребрами;
г радиус инерции сечения сжатого пояса, определяемый по формуле:
При определении момента инерции и площади поперечного сечения следует учитывать только площадь поперечного сечения продольных настилов.
В случае, если поперечное сечение сжатого пояса по расчету на продольный изгиб недостаточно, сжатый пояс может быть усилен прогонами фиг. 39, 39а и 40, прикрепленными к сжатому поясу гвоздями.
Расчет вспомогательных элементов кружальных арочек и прогонов производится толко на монтажную нагрузку, причем путем прикрепления кружальных арочек к верхнему сжатому поясу можно в большей степени увеличить сопротивление последнего продольному изгибу.
Подбор сечений ребра производится аналогично подбору сечений плоских арок и балок составного сечения на гвоздях.
При симметричной нагрузке свода-оболочки нижний пояс ребра сжат. Расчет его на продольный изгиб ив плоскости ребра при отсутствии всяких связей или при наличии связи только в шелыге свода может быть произведен по нижеприведенным формуламх. Формулы выведены в предположении, что сжимающие силы изме-
1 Указанные формулы разработаны в Госпроектстроилегароме инж. Геништа JI. Н.
няются по длине нижнего пояса ребра по параболическому закону и не учитывают сопротивления стенок ребра.
В случае шарнирного примыкания ребра к нижнему поясу:
ШелЫга
Свободное
перемещение
So
Фиг. 46
Фиг. 47
а при отсутствии связи в шелыге фиг. 46:
Р 6,92EI.
82 ’
б при наличии связи в шелыге фйг. 48:
р _ i5,llJEI 82
В случае защемления примыкания к нижнему поясу;
ребра в месте
5 д
Фиг. 48
Фиг. 49
а при отсутствии свяги в шелыге фиг. 47:
р 5,14-Е
Гкр о2
б при наличии связи в шелыге фиг. 49:
30,94Е7 82
р Jrfep В формулах Рф критическая сила сжатия в шелыге свода;
EI жесткость нижнего пояса ребра из своей плоскости без учета сопротивления решетки;
s расчетная длина сжатой ветви, равная половине длины дуги ребра.
Полное защемление в месте примыкания ребра к нижнему поясу свода-оболочки можно учитывать в том случае, если верхний и нижний пояса ребра в этом месте сходятся и соединены между собой и с оболочкой, что исключает возможность поворота нижнего пояса ребра из плоскости ребра фиг. 50.
При определении гвоздевого забоя ребристый свод-оболочка разбивается на несколько зон фиг. 51:
зоны 1 и 2, соответствующие нижнему растянутому поясу;
8 о н ы 3 и 4, соответствующие средней части свода-оболочки;
540
М. Е. КАГАН
зоны 5 и 6, соответствующие верхнему сжатому поясу;
зона 7 прикрепления косого настила к торцевым стенам или к торцевому поясу.
Во всех зонах кроме зон 5 и б расчет гвоздевого забоя производится по формулам тонкостенных сводов-оболочек. В зонах 5 и 6 необходимое количество гвоздей определяется как
Характер деформации 6 плане Упругой линии окатай bantu ,
lz половина расстояния между ребрами, а Тгв определяется из условия работы гвоздя при несимметричном сопряжении элементов.
Необходимое количество гвоздей на 1 м ребра для скрепления ребер со сводом-оболочкой определится по формуле:
f,
1гв
где V касательное усиление, возникающее между сводом-оболочкой и ребром, в кгм;
Тгв допускаемое усилие на гвоздь.
Никний растянутый пояс
Зона N 2
Зона N А
Зона N 6
Зона N 4
Зона N 2
Зона N 3 Средняя часть
Зона N 5 Верхний скатый пояс
Зона V 3 Средняя часть
Зона V1
Зона N4
Зона N 6
Зона N А
Зона N1
к£
4
Никний растянутый пояс
L-C
Длина защемления г Demi
нийнеи оетои
L-расчетная длина ctkamoO детОи на продольный изгий
Фиг. 50
сумма количеств, определяемых из условия прикрепления косого настила к продольному и из условия сдвига досок по швам при продольном изгибе.
В последнем случае необходимое количество гвоздей на 1 л сжатого пояса определяется по формуле:
'j'llt л
т
п12
где:
Фиг. 51. Зоны гвоздевого забоя в ребристом своде-оболочке
При необходимости ребристый свод-оболочка в отношении гвоздевого забоя может быть разбит и на большее количество вон.
Забой гвоздей, служащих для скрепления свода-оболочки с ребром, обычно ведется с промежуточного слоя оболочки, так как длина применяемых гвоздей, Как правило, недостаточна для проведения забоя сверху.
Расчет и конструкция растянутого или сжаторастянутого торцевого пояса аналогичны приведенным для тонкостенных сводов-оболочек.
8 Производство работ
Наиболее совершенным способом возведения ребристых сводов-оболочек является сборка на
Ступеньки стремянки, Ирускй 10x10
Выпуск стоек для ' крепления блоков
Лодбикная башня стремянка для сбор Ни оснобн каркаса ёбодо- оболочки
Фиг. 52. Леса для сборки ребристого свода-оболочки; поперечный разрез
Собираемап ара
СВОДЫ-ОБОЛОЧКИ 541
подвижных лесах1 фИг. 52 и 53, заключающаяся в следующем.
По бортам свода-оболочки располагаются леса эстакадного типа, служащие опорами для ребер.
Ребра собираются в вертикальном положении на подвижной башне-стремянке. Башня-стремянка, конструкция которой показана на фиг. 52 и 53, движется по рельсовому пути.
.Прокладка для укрепления fa ца арки при монтаЖе
Фиг. 54. Песочница, служащая спорой для ребра при сборке
На башне-стремянке обычно собираются два ребра и соединяются между собой всеми элементами каркаса прогонами, вспомогательными кружальными арочками, подкосами и т. д.
Пяты ребер обычно устанавливают на клиньях или песочницах рис. 54, чтобы иметь возможность равномерно раскружалить свод. Чтобы придать своду строительный подъем, ребра располагаются на различной высоте.
После того как ребра собраны, производится нашивка всех настилов свода.
Укладка отеплителя и подшивка ведутся опять с башни после окончания сборки свода и кровельных работ.
В случае, если свод расположен на небольшой высоте и при частой расстановке ребер, последние собираются внизу на бойке и затем подымаются на эстакадные леса, расположенные по продольным сторонам свода. Затем производят монтаж всех настилов свода, используя ребра вместо лесов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Инж. Каган М. Е., Свод-оболочка в дереве, Строит, пром. 2 3, 1931 г.
2. Инж. Каган М. Е., Свод-оболочка в дереве, Строитель 19, 1931 г.
3. ТУ и Н, Деревянные конструкции и сооружения, глава Свод-оболочка. „ „
4. Инженеры Каган М. Е. и Ершов П.Н., Ребристый свод-оболочка, Строит, пром. 1, 1933 г.
5. Инж. Каган М. Е. и Наумов И. И., Упругие свойства сводов-оболочек в экспериментальном освещении, Строит, пром. 3, 1933 г.
6. Инж. Каган М. Е., Тонкостенный свод-оболочка в дереве, Строит, пром. 6, 1934 г.
1 Сборка ребристого свода-оболочки иа подвижных лесах разработана в СДК ЦНИПС инж. Ершовым П. Ы.
542
А. Б. ГУБЕНКО
7. Инженеры Каган М. В., Ершов П. Н., Губенко А. Б.Духовный, Цыпленков И. А., Ребристый свод-оболочка, Госстройиздат, 4935 г.
8. Инженеры Б р ш о в П. Н., Каган М. Е., Цыпленков И. А., Испытание модели свода-оболочки пролетом L 200 м, Стройиндустрия 1, 1935 г.
9. Инж. Каган М. Е., Свод-оболочка, Стройиндустрия, т. VII.
10. Инженеры Большаков В. В. и Каган М. Е., Основы расчета деревянных конструкций, Стройиндустрия, т. VII.
И. Инж. Флик К., Деревянный свод-оболочка, Строит, пром. 1, 1933 г.
12. Гвоздев А. 'А., К вопросу расчета цилиндрических сводов-оболочек, Строит, пром. 1, 1933 г.
13. Власов В. 3., Новый метод расчета тонкостенных призматических складчатых покрытий и оболочек, Госстройиздат, 1933 г.
14. Проф. д-р-инж. Пастернак П. Л., Прак
тический расчет складок и цилиндрических оболочек с учетом изгибающих моментов, Проект и стандарт 1, 1933 г. 15. Dr.-Ing. Gruber Е., Berechnung Prlsmatischer Scheibenwerke, Abhandlungen Internationale Vereiningung fiir Brackenbau und Hochbau, Bd. 1.
Инж. А. В. ГУБЕНКО
IV. ПРИБЛИЖЕННЫЙ МЕТОД РАСЧЕТА РЕБРИСТЫХ СВОДОВ-ОБОЛОЧЕК НА
СИММЕТРИЧНУЮ НАГРУЗКУ 1
В основу приближенного расчета.ребристых сводов-оболочек положены следующие предпосылки:
1 ребристый свод-оболочка 2 при симметричной относительно оси поперечного сечения оболочки нагрузке работает как балка;
2 нормальные усилия вдоль оболочки Тг воспринимаются продольными настилами, а касательные усилия S косыми настилами;
3 нормальные усилия Тг и изгибающие моменты Ml, возникающие в поперечном направлении, воспринимаются ребрами.
Работой самой оболочки в поперечном направлении ввиду значительно большей жесткости ребра пренебрегаем.
1. Определение моментов статического, инерции и сопротивления поперечного сечения оболочки
В расчет вводятся только продольные настилы с учетом их ослабления в растянутой зоне стыками и гвоздями, в сжатой
I зоне только гвоздями.
ь Статический момент эле-
ментарного отрезка круго-
ч.д.Хк А вого кольца постоянной
ширины относительно диаметра х х фиг. 1 определится по формуле: dCx Rh dipR cos ip
R2h cos ip dip', интегрируя, находим:
w
ч I
Фиг. 1
С
X
an
j Rh cos y dipR2k sin an sin 1
где R радиус кольца;
h толщина кольца; остальные обозначения ясны из фиг. 1.
Момент инерции элементарного отрезка кольца относительно его диаметра:
dlx R drphR cos2 tp;
1 Приближенный метод расчета ребристых сводов-
оболочек был предложен Коченовым В. М. в графоаналитическом виде см. Проект и стандарт 2, 1935 г.
Аналитический метод разработан автором настоящей
статьи прим нительно к сводам-оболочкам кругового
очертании.
В дальнейшем ребристый свод-оболочка называется
для краткости оболочкой.
8 Для удобства эдесь принято обозначение момента черев М2, а не G, как обычно.
Интегрируя, находим: йп
1Х J R3h cos3 р dtp
On 1
an an i sin 2On sin 2g_ij p-8 4 t sin 2aw sin 2aw_1,
2
где F площадь отрезка кольца.
Решив задачу для кругового кольца, перейдем к действительному сечению оболочки.
Рассмотрим оболочку с фонарным вырезом фиг. 2 как более общую конструкцию, от которой уже нетрудно перейти к оболочке без фонаря.
Фиг. 2. Схема поперечного сечения оболочки
Ввиду симметрии сечения и нагрузки производим расчет для половины оболочки, взятой по одну сторону от вертикальной оси симметрии.
Принятые обозначения показаны на фиг. 2.
Расчетная толщина оболочки k определяется по сечению нетто продольных настилов с учетом их ослаблений см. выше.
Статический момент половины поперечного сечения оболочки относительно оси х а: по ф-ле 1:
Сх - sin ап sin ctra_i R2 hi sin at sin a2 ht sin a2 sin a4 -f k9 sin a4 sin aB-
Рабочая площадь поперечного сечения оболочки:
Fнетто 2 а2г 03Й3.
ПРИБЛИЖЕННЫЙ МЕТОД РАСЧЕТА СВОДОВ-ОБОЛОЧЕК
543
Расстояние центра тяжести поперечного сечения от горизонтального диаметра:
z Gx
О г
нетто
_ japxsinai sin ааАг sin аг sinqji3 sinai sin as-
L нетто J
3
Момент инерции Ix поперечного сечения относительно горизонтальной диаметральной оси х х по ф-ле 2:
Д„
Y Янетто R3 Ь RZ sin ai sin 2аа
h sin 2а2 sin 2а4 k3 sin 2а4 sin 2а6. 4
Момент инерции0 поперечного сечения относительно оси 0 0, проходящей через центр тяжести сечения:
U Fнетто 2” zo j, Ь
-f -j- В х sin 2а sin 2а2
йа sin 2а2 sin 2а4 А3 sin 2а4 sin 2aJ. 5
Моменты сопротивления Wg и WH поперечного сечения для верхней и нижней кромок поперечного сечения оболочки:
1о. ТЯГ W в К COS в Z0 ’
W - -
н ze R COS ах '
6
2. Определение расчетных усилий
Изгибающие моменты в ребристом своде-оболочке определяются, как для балки соответствующего сечения, по обычным формулам строительной механики в зависимости от условий закрепления на опорах.
В частности для свободно лежащей на двух опорах торцевых стенах оболочки, загруженной равномерно распределенной по пролету симметричной нагрузкой:
7
где L пролет оболочки, равный расстоянию между торцевыми стенами;
q половина полной расчетной нагрузки 1 ,на погонную единицу пролета оболочки. Краевые напряжения:
п.
Ч-тах
71 max max
8
1 Половинная нагрузка введена для возможности пользования выведенными выше формулами, найденными для половины поперечного сечения оболочки.
Нормальное усилие, действующее на участок к, определится по формуле:
MAC.
кпк nmai
где
И
Т1 4hk
hk размеры
ZZ V
г о
max 0
поперечного
9
сечения
участка;
гк расстояние центра тяжести участка до нейтральной оси фиг. 3;
АСу akhkrk статический момент рассматриваемого участка без выше- или нижерасположенной части относительно нейтральной оси;
М и 10 имеют прежнее значение.
Сообразно с изменением изгибающих моментов М усилия 21 изменяются вдол оболочки по параболе или иному вакону.
Сдвигающее у с и лие S, действующее в косых настилах, в любой точке поперечного сечения оболочки, характеризуемой углом у, определяется, как для балки, по обычной формуле:
QCv 10
S
Ч
io
Фиг. 4
где Q перерезывающая сила в данном сечении;
Су, статический момент площади поперечного сечения продольных настилов, сдвигающейся в точке, определяемой углом у относительно нейтральной оси 0 0 и расположенной соответственно выше или ниже данной точки фиг. 3.
Сдвигающее усилие в произвольной точке верхнего пояса, находящейся под углом у3 к вертикали фиг. 4:
S ТГ ah8 Л cos 11
S 7i ®Ад 008
Максимальное сдвигающее усилие в нижней точке верхнего пояса:
“■ - ,
Аналогичные формулы нетрудно получить и для нижнего пояса бортового элемента.
Сдвигающее усилие S в средней части поперечного сечения оболочки между поясами складывается из влияний собственно средней части S2 ‘ и постоянного слагаемого от сдвига верхнего пояса Sz:
S St S3 - А я cos _ Sg.13
Максимальное сдвигающее усилие в косых настилах по нейтральной оси поперечного сечения 0 0 получим ив ф-лы 13, подставляя значения уг у0 и ая R у0 а4.
Сдвигающее усилие Sk между участком к поперечного сечения продольных настилов и косыми настилами например для подсчета необходимого числа гвоздей может быть определено по ф-ле 10:
, QACV Sk где АСу статический момент только рассматр ваемого участка к бее выше или ниже расположенной части.
544
А. В. ГУБЕНКО
Вычисления для определения величин о,
ij и То УДбн свести в таблицу следующего вида:
1
1
сечений
2
Длина грани ап в м
3
Толщина грани Тънетто ®
4
ап9 hn Fn в м
5
Zan 272 R R
6
sin a
7
sin 2 a
8
sinan - sin an_
9
sin 2an sin 2an_i
10
hn sin an - sin „_
1
hnsin 2an - sin 2an 1
12
►
n an 1 2
1
13
'n an-1
COS 14
П “n-l R COS 2 15
_ nan 1 R COS 2 z
16
F-п an an-l O’J'W
Io lo V 2 ’0
17
Cm
J Z 16
Величины 27 в графах 5 и 17 означают сумму величин по вертикали указанных в скобках граф.
Согласно ф-ле 3:
R2 Ц sin а sin an iKa Е 10
в нетто 4 где 2710 и 274 сумма величин по вертикали граф 10 и 4.
Момент инерции определится по ф-ле 5:
h Рнетто “2 Н -й8 11.
Вычисление значения , а также по-
казано в графах 12 17.
3. Расчет ребер жесткости
Усилия, действующие на ребро жесткости, слагаются ив внешних сил, равных приращению перерезывающей силы на длине I расстояние между ребрами и уравновешивающих их сдвигающих усилий V, возникающих в местах соприкосновения ребер с оболочкой г.
Ввиду принятой нами симметричной схемы сил каждая половина ребра может быть рассчитана, как консоль, защемленная в шелыге.
1 Определение внешних сил, действующих на
ребро
Ввиду того что сечение ребра жесткости заранее неизвестно, предварительно для удобства расчета изгибающие моменты, нормальные и поперечные силы относим к срединной плоскости оболочки.
Для примера рассмотрим работу ребра под действием: 1 собственного веса оболочки, 2 снеговой нагрузки, равномерно распределенной по плану, й 3 краевых нагрузок. При расчете влияние кривизны бруса не учитываем вследствие большого значения отношения радиуса R к высоте сечения ребра.
Собственный вес оболочки слагается иэ: а равномерно распределённой нагрузки и б сосредоточенных нагрузок от поясов.
Равномерно распределенная нагрузка составляется иэ весов одного сплошного продольного и двух косых настилов и разных конструктивных элементов ребер, промежуточных арочек, прогонов и т. п., вес которых для упрощения принимается равномерно распределенным по поверхности оболочки.
Равномерно распределенная нагрузка на 1 пог. м ребра:
9 9i i. 14
где I расстояние между ребрами жесткости;
дг равномерно распределенная нагрузка на 1 м2 поверхности свода-оболочки.
.Сосредоточенные нагрузки на ребро от веса поясных элементов могут быть определены по формулам:
Р3 Р'31
Рг Р 15
где Р3' иР вес верхнего и соответствующего нижнего поясных элементов на 1 пог. л пролета свода-оболочки за вычетом веса одного продольного и двух косых настилов, учтенных уже при подсчете равномерной нагрузки.
Снеговая нагрузка на 1 пог. м горизонтальной проекции ребра определяется по формуле:
Р Ренh 16
где рт снеговая нагрузка на 1 м2 плана.
Краевые нагрузки составляются из сосредоточенных нагрузок, приложенных к реб-
1 См. Своды-оболочки.
ПРИБЛИЖЕННЫЙ МЕТОД РАСЧЕТА СВОДОВ-ОБОЛОЧЕК
ру: а от собственного веса фонаря со снегом на нем Р4, б от собственного веса горизонтального открылка со снегом на нем Рх и пр.
Реактивными вилами, возникающими по линии соприкасания ребра с оболочкой и уравновешивающими приложенные к ребру нагрузки, являются касательные силы V, определяемые по формуле:
_ AQOy
“ h'
17
Фиг. 5. Схема нагрузки на ребро
Здесь A Q приращение поперечной силы в оболочке, равное внешней нагрузке, приходящейся на рассматриваемую половину ребра.
В данном случае:
AQ gs' 6 2 Р
где s' и i соответственно длина загруженного участка дуги поперечного сечения оболочки и проекция этого участка на горизонтальную ось.
Таким обраэом получаем схему нагрузки ребра жесткости, представленную на фиг. 5.
2 Определение изгибающих моментов, нормальных и поперечных сил в ребре жесткосъи
Моменты М, изгибающие ребро выпуклостью i вниз, ©читаем положительными, выпуклостью вверх отрицательными. Нормальные силы Т, вызывающие растяжение, считаем положительными, сжатие отрицательными.
Поперечные силы Н, действующие от центра сечения оболочки, считаем положительными, к центру отрицательными.
Определение Т, Я и М от сосредоточенных сил. Если рассматриваемое сечение характеризуется углом 0 фиг. 5, то нормальная сила:
TP sineP; 18
поперечная сила:
Яр cos 0 2 19
Изгибающий момент МР определится по Формуле:
мр - 2 - Яsind
-Phtk RTp,
где th расстояние силы Рк до вертикальной оси симметрии;
2 РкН означает таким образом сумму моментов всех сосредоточенных сил, лежащих слева от рассматриваемого сечения относительно шелыги.
Если сечение, относительно которого берется момент, находится в пределах фонарного выреза, то выражение для Мр имеет вид:
МР R Рг sin ах Р2sin-2LJ _j_
P3 Sin P4 Sin а6 RTp 20
обозначения по фиг. 5.
При определении Т, Н и М для всех сечений учитываются только грузы, лежащие слева от сечения.
Определение Т, Н и М от нагрузки д, равномерно распределеннойпо поверхности оболочки. Если сечение, характеризуемое углом в, находится в пределах нагрузки, то, обозначив верхний расчетный предел нагрузки через ап, получим ап 0; в противном случае a„ as фиг. 6. В общем случае:
Tq д а1 К sin в;
Ня д ах aj R COS0;
21
al
Mg J gRAxpR sin у sin 0
an
gR8 cos an cos at aj sin 0
gR cos an cos аг TJ R. 22
Определение T, Ни M от нагрузки p, равномерно распределенной по плану. Заменив всю нагрузку сосредоточенной силой Р, получим формулы фиг. 7:
Pp pR sina sinajj 23
Тр pR sin аг sin aj sin 0; 24
Hp pR sin ax sin an cos 0; 25
Mp pR sin dj sin an R s 1-8in j-RTp
-p- sin8 Oi - sin8 an RTp. 26
i.
v
M
-рЯsin arsinayv
Фиг. 6
Фиг. 7
Определение T, Н и М от касательных усилий V. Предварительно определим моменты, нормальные и поперечные силы для отрезка кругового кольца толщиной h. ограниченного пределами Я и А тЬ у фиг. 8,
А. Б. ГУБЕНКО
Элементарное сдвигающее усинке на площадке под углом ip: 4
v, “ '5Г - Д Rh Н ’тН - х
X R dip см. ф-лу 11,
Определение Mv:
Ау
dMv j dV 1 cos у; б i
Ay
Ay
где ft ■
; z0 расстояние от центра тяжести
до диаметральной оси.
Определение Tv. Элементарная нормальная сила:
dT9 dV cos ip в;
Ay ЛУ
Tv f dV 008 V в f If Я X
A A
x cos cos f 0
Для решения приведенного интеграла необходимо: а раскрыть скобки,
J Ь заменить произведения ко-
0 синусов суммой по формуле:
j cos а cos 5
cos а P cos a fi.
л4'4-т 2
v 4 c решить полученные инте-
с x 4“ c
Hi Zp гралы вида J sin x cos Ж. по фо
RfdRf dVcoy 0 R A T9t
A A
где A арифметическая сумма едвигайщих усилий в пределах рассматриваемой дуги:
АУ
Af cos -л - ft dip cos Hfr-ft
29
Сравнив выражения для Т, и Я, с ф-лой 29, получим:
7, Л cos 4Я-34у-4-; 30
Hv A sin 4Д.-3У-4е.; M, RA-TV.
Фиг. 8
формуле:
J udv uv J v
du.
31
32
Решив задачу в общем виде, перейдем к рассматриваемому сечению фиг. 4 и 5. Верхний бортовой элемент: Я а5;
у а4 а5.
Учитывая принятое правило знаков по ф-лам 29 32, получаем:
Произведя указанные действия, получаем: Ау
Ч Л C0S dy
j 1 3 у А 20. 2 _ 3 V А 26.
I 3 Sin 2 -g'C0S 2 . у Л 20 , 0 у А 20 ip 8Ш - Й Ь 2 COS 2 до AQTth.tfiz соз 5as 3a4
3 2 8
a5 34 40.
Tl А cos ■
HI - A3 sin
Ml RAz-Tl.
33
34
35
A 3y A 20 j o-ir- V 1 -TSinJL-2 ASin 1 kip sin ip в к cos y в -j-
I У
Aft sin y 6 j Подставив пределы и заменив sin через
71 71
У
что вследствие малости углов дает незначительную ошибку, получим г:
JQRhaz
Г.™., соЦ
где а длина дуги.
Опреде ление Я„.
cos8-ily-ft, 27
dHv dV sin ip в;
H f -Tp V - A cos НГ “ sin V-edv
y
Решая интеграл аналогично предыдущему и заменив, как и выше, sin через , получим:
Нижний бортовой элемент. Я а,; у а 1 а.
Л - cos ; 36
Т - Ах cos а1 3”2 ; 37
Я® 4 х sin -1 32 4-е; 38
А® Д1 Г®. 39
Средняя часть. Благодаря положению средней части между бортовыми элементами сдвигающее усилие, а следовательно и Т, Щ и М, складывается в нем из двух частей: 1 влияния собственно средней части и 2 влияния бортового элемента.
Влияние собственно средней части, определяемое по ф-лам 25 32 при А а4; у а8 а4, дает:
А 2 А-В™ъа cos 4- 2 ft ; 40
Т А cos
a4 “f 40.
AQhRa2
2Г
Яя -ТГ- sin 40-cos _ л. 28
.
, 8А -j- 3 у
т
1 Более подробно см. статью автора в труде Ребритый свод-оболочка. Госстройиздат, 1935 р.
2 2 - 4
Я1 А2 sin а_1324е R А2 - Т
41
42
43
ПРИБЛИЖЕННЫЙ МЕТОД РАСЧЕТА СВОДОВ-ОБОЛОЧЕК
547
Влияние верхнего бортового элемента дает:
Cosa4 aB kj см. ф-лу 12; 44 Ал а, £3 cos 45
TJ-4cos-a-2-e;
Н - Ал sin i£ - б ; 46
M BA4-TZ. 47
Суммируя все участки, получаем:
Tv т Т Т1 Т - лх cos aI2i0 Агcos а, 34оа-У AsCOS5 3a4-40
Ai cos G2__4_I1 j ; 48
Hv HI Щ Щ HI
- a, sin Ai sin “4 -t3;2 “ 40
Л3Sin Ai gin O2ap20. 49
Mv R Аг А2 А9 Ал- Tv, 50
где величины А1г A2, Ая и А4 определяются по ф-лам 36, 40 и 45. Схема расположения сдвигающих усилий по ребру показана на фиг. 5. Этими формулами можно непосредственно пользоваться только для сечений, лежащих в пределах фонаря; здесь, как и при других нагрузках, необходимо учитывать только силы, лежащие снизу от сечения.
Суммарные усилия и моменты от всех нагрузок представляются в виде:
T TpT Tp Tt; 51
ЯР Л, „; 52
М Мр Мд Мр М„ 53
3 Расчет ребра жесткости на монтажную нагрузку
На монтажную нагрузку ребро рассчитывается обычно, как балка, свободно лежащая на двух опорах; возможна в некоторых случаях при соответствующем устройстве опор и арочная распорная схема работы ребра при монтаже.
Рассмотрим случай монтажной нагрузки ребра собственным весом оболочки фиг. 9.
Опорные реакции:
в 2 Р 9R 1 - “ - рг 54
где Рр временная нагрузка снег на фонаре. Временную нагрузку на открылках Р1др ив опорной чггкции не вычитаем, поскольку на окончательных результатах это не отражается, и в то же время позволяет использовать полученные ранее формулы.
Для сечения, определяемого углом в, получаем: нормальная сила:
Тм-Вsind ТР Тд; 55
изгибающий момент:
Мм В sincti sin б В МР Мд, 56
где величины ТР, Мр, Т„ и М„ определяются по ф-лам 18 22.
Выведенные формулы справедливы для всех сечений ребра в пределах от его нижней точки 1 до края фонарного выреза точка 5. В пределах фонарного выреэа момент остается постоянным равным таковому в точке 5, а нормальная сила равна нулю.
Все вычисления длжя расчета ребра жесткости удобно свести в таблицу следующего вида:
1
сечений
2
в
3
sin 0
4
Тр £Р sin в
5
Тд gR ai an sin 0
6
Tp r R sin ai sin an sin 0
7
A3 cos a'is
8
Ascos43 8
9
A, “302 в
10
A. CO. '■
11
T -7 8 9 10
12
T 4 5 6 11
13
Мр ЯР Sina 4 R
14
Mg 9R COS an COS ai 51 R
15
Mp Sin ai Sin2 an 6J R
16
Mv ZA - Ul R
17
M 13 14 15 16
18
Мм В sin ai Sin R - 13 14
19
TJU - J3 sin e„ 4 - 5
548
В. 3. ВЛАСОВ и А. Л. ГОЛЬДЕНВЕЙЗЕР
.При всех вычислениях необходимо иметь в виду, что учитываются только нагрузки, лежащие ниже рассматриваемого сечения.
4. Расчет торцевого пояса
Предпосылки, положенные в основу расчета торцевого пояса, те же, что и для пояса тонкостенной оболочки см. статью Своды-оболочки, а именно:
1 торцевой пояс представляет собою гибкий элемент веревочную нить, могущий воспринять только усилия, нормальные к его сечению;
2 в случае сжато-растянутого варианта пояса суммарная деформация всего пояса равна нулю;
3 сечение пояса по всей его длине постоянно;
4 трение между поясом и торцевой стеной в расчете не учитывается.
Растянутый пояс не имеет опор в пятах и лежит на торцевой стене подобно нити на блоке.
Сжато-растянутый пояс опирается в пятах на торцевую стену колонны и работает в верхней части на растяжение, а в нижкей на сжатие.
Расчетные формулы для ребристого сводаоболочки не будут отличаться от таковых для тонкостенного свода-оболочки.
Усилие в произвольном сечении растянутого пояса получается как алгебраическая сумма сдвигающих усилий ниже рассматриваемого сечения и равняется площади нижележащей части эпюры сдвигающих усилий см. статью Своды-оболочки, фиг. 30:
■S-2V
Максимальное усилие в шедоге торцевого пояса равно всей площади эпюры S на половине поперечного сечения свода-оболочки.
Усилие в произвольном сечении сжато-растянутого пояса, характеризуемом углом у:
VrSr-D.
Здесь D ,
где а длина полудуги.
Давление пояса на торцевую стену:
Здесь О распределенное на торцевую стену давление от пояса;
U усилие в рассматриваемом сечении торцевого пояса.
Расчет торцевого пояса удобно свести в таблицу следующего вида:
1
сечений
2
Длина грани aw в м
3
Сдвигающая сила S в тм
4
sn 1 sn _
2 an Вп в т
5
ZBn в т
6
£Bn_iZBn - а в тм
7
U £Вп DBm
8
V
О -5- в тм д
Опорная реакция D определится как частное:
где 276 и 272 означают сумму величин соответствующих граф по вертикали.
Инж. В. 3. ВЛАСОВ и vнж. A. Л. ГОЛЬДЕНВЕЙЗЕР
V. РАСЧЕТ ТОНКОСТЕННЫХ СВОДОВ-ОБОЛОЧЕК
1. Моментная теория. Диференциальные уравнения
Общая теория работы тонкостенных оболочек, как и теория изгиба пластинок, построена на предположении, что прямолинейный элемент, взятый по толщине оболочки нормально к ее срединной поверхности, остается прямым и нормальным к этой поверхности во все время процесса упругих деформаций. Такое допущение приводит к линейному закону распределения нормальных напряжений и напряжений сдвига
оболочки по толщине ее. Исходя из этой гипотезы, можно заменить однородную тонкостенную оболочку эквивалентной ей по механическим свойствам и геометрическому очертанию срединной поверхностью. Сделанное предположение, соответствующее гипотезе плоских сечений в элементарной теории изгиба балок, значительно упрощает исследование тонкостенных оболочек, сводя его к исследованию упругих поверхностей.
Задача статического расчета тонкостенного свода-оболочки как упругой поверхности в конечном счете сводится к отысканию такого на
РАСЧЕТ ТОНКОСТЕННЫХ СВОДОВ-ОБОЛОЧЕК
пряженного состояния ее, которое в каждой точке этой поверхности удовлетворяло бы условиям равновесия и условиям совместности линейных и угловых деформаций.
Ниже мы остановимся на исследовании сводаоболочки кругового очертания, выполняемого из дерева наиболее часто.
Введем обозначения: R радиус дуги оболочки; 20 центральный угол дуги; 21 пролет оболочки; h толщина его.
Отнесем срединную поверхность оболочки к цилиндрической системе координат, по которой положение любой точки А срединной поверхности может быть вадано двумя координатами: расстоянием х по образующей цилиндра и расстоянием s по дуге его, отсчитываемыми от плоскостей симметрии оболочки фиг. 1.
Для получения элемента оболочки мысленно проведем вдоль и поперек ее по два параллельных сечения, отстоящих друг от друга на бесконечно-малых расстояниях dx и ds. Выделенный таким образом элемент представляет собой параллелепипед, высота которого h величина конечная, а стороны основания dx и ds могут быть взяты сколь угодно малыми. Для составления уравнения равновесия элемента оболочки
необходимо ввести еще подвижную систему координат. Начало этой системы выберем в точке А х s, а оси ее X, Y и Z направим соответственно по образующей,касательной к направляющему кругу фиг. 2 и внутренней нормали.
Следуя методу сечений, мы должны действие оболочки на выделенный элемент заменить эквивалентной ему системой сил, которую легко представить в виде пары сил и силы, приложенной в центре тяжести каждой грани элемента. Будем искать не самые силы, а компоненты их по трем взаимно перпендикулярным осям той площадки грани, в центре тяжести которой они приложены. В результате такого разложения на каждую грань элемента, вообще говоря, будут действовать три силы и три пары, распределенные по линии пересечения грани срединной плоскостью параллелепипеда и направленные по двум осям, лежащим в плоскости грани, и одной перпендикулярной к ней. Так как порядок измерения сторон элементарного параллелепипеда различен при конечной высоте его h стороны основания его dx и ds бесконечно-малы, то одна из составляющих пары каждой грани крутящий момент с вектором, направленным по оси Z подвижной системы координат, представляет собою бесконечно-малую величину высшего порядка, и при составлении диференциальных уравнений равновесия ею можно будет пренебречь. Каждая грань элемента подвергается теперь действию пяти, силовых факторов: трех сил нормальной Т, поперечной N и сдвигающей S и двух моментов: изгибающего и крутящего.
Вследствие постоянства толщины k перечисленные выше силы и пары можно выразить через элементарные усилия того или иного измерения, отнесенные к единице длины грани элемента оболочки; в принятых для них обозначениях припишем внизу индекс 1 для сил поперечного сечения. Аналогично усилия, приложенные по площадкам продольного сечения, будем отмечать индексом 2.
Nds
Фиг. 3
Положительные направления этих сил показаны на фиг. 2, моменты G и Я будем считать положительными, если их векторы совпадают с положительными направлениями сил фиг. 3 и 4.
Так как внутренние силы оболочки являются функциями координат рассматриваемой точки ее, то при переходе от одной грани элемента к другой, противоположной ей, одноименные усилия будут отличаться между собой на некоторые частные диференциалы.
Помимо внутренних сил оболочки на выделенный элемент ее будет действовать еще внешняя нагрузка, которая в общем случае также является функцией координат х и s.
Фиг. 4
Обозначим нагрузку, приходящуюся на единицу поверхности оболочки, через q х s. Эту нагрузку разложим по осям подвижной системы координат и полученные таким образом компоненты обозначим через X, Y и Z.
Вследствие того что напряженное состояние оболочки рассматривается в пределах упругих явлений, деформации ее, очевидно, будут малы по сравнению с основными размерами оболочки, и при составлении уравнений равновесия выделенного элемента мы эти деформации учитывать не будем. Работа оболочки при таком допущении весьма мало отличается от действительно работы ее; с другой стороны, оно сохраняет в силе принцип независимости действия сил и приводит в конечном счете к линейным диференциальньш уравнениям.
550
В. 3. ВЛАСОВ и А. Л. ГОЛЬДЕНВЕЙЗЕР
Проектируя силы на оси X, Y и Z подвижной системы координат и приравнивая суммы проекций нулю при обозначениях, указанных на фиг. 3 и 4, получим следующие уравнения равновесия:
Tirdx
dsj dx St dx -f- X dx ds 0; 1
2у ;
Тг dx Tdx iSl d
-Nsd-sds'Tdx Ydxds 0' 2
2 ;
JVx ds - N,ds Nt gdsdx-
- N2 dx ;ra ds dx Z dx ds 0. 3
Условия равенства нулю;,моментов относительно тех же осей дают еще три уравнения равновесия:
Мх 0; Gt dx Ga ete dx
Hi Щ d:c Hids dx
Nids- Zdxds' -y- 0; 4
Mi 0; Gxds- dx ds Htdx-
Я, Щp ds dx -f iVx dx dx ds
iV2 ™ldsdx -
dx
- NJx Z dx ds 0;
5
Ma 0; ff. f-’ £ -Г, t- -
-T,te£-tf, £
Yds dx X dxds - 0. 6
Отбрасывая в выражениях 1 6 величины третьего порядка малости и делая необходимые преобразования, мы по сокращении на произведение dxds получим следующую систему ив шести диференциальных уравнений равновесия:
1
2
3
4
5
6
7-ft. дх 08 25,_ , У_0.
да' дх в '
тщш , Т , z дх дв д 0
I ту А.
дх да дНг , dGi гу _ а.
dSj д iVi“u
На В Sx -f- S2 0. Из четвертого и пятого уравнений системы 7 поперечные силы iVx и N легко могут быть выражены через моменты:
V 4- iV а8 я-
дх
дг I.
-вк Та' ’
8
вставляя равенства 8 в первые три уравнения системы 7, получим три диференциальных уравнения в частных производных с восемью неизвестными:
дТ1 I у л.
дх да dTj j asi ■ дН dGi I у л,
да дх R да р _Г и’
Та , дШНг _ a£Hi , В ' дх да дх да
R да
dGx 62Ga I 7 л
-a z--
У
Иэ ур-ний 9 видно, что при учете всех внутренних усилий вадача круговой оболочки статически решена быть не может, ибо число искомых функций превышает число условий равновесия элемента. Задача становится статически определимой, если изгибающие и крутящие моменты приравнять нулю. В этом случае фла 9 принимает вид:
дТ dSj , у л.
лГ” 0Г ЛГ-’
ЗТг dSi , у л.
да to Уи’
Z 0; Sx S 0.
10
Ур-ния 10 показывают, что 'по безмоментной теории внутренние усилия в оболочке могут быть определены из условий равновесия. Так например, в случае действия нагрузки, равномерно распределенной по поверхности оболочки собственный вес, уравнения безмоментной теории дают формулы:
Тг ж - I1 9JL™ ;
Т2 g R cos 0;
S2 2gx sin 0.
11
Статическая определяемость внутренних усилий по безмоментной теории является большим недостатком этой теории. Исходя ив ур-нйя 10, мы не в состоянии удовлетворить всем видам граничных условий по продольным краям оболочки. Закон распределения внутренних усилий, их количественные значения не зависят -от характера закрепления бортовых краев оболочки. Теоретические и экспериментальные исследования ЦНИПС показали, что на характер распределения внутренних усилий оболочки оказывает большое влияние характер закрепления бортовых краев ее. В зависимости от этого нормальные касательные усилия в оболочке, получаемые по моментной теории, могут отличаться не только количественно, но и качественно от усилий, которые получаются в результате расчета оболочки, как мембраны, т. е. по безмоментной теории. Причина этого явления заключается в том, что деформации бортов оболочки в значительной степени могут повлиять на моменты G2, вызывающие деформацию изгиба оболочки по поперечному сечению. Эти же моменты главным образом и перераспределяют нормальные и касательные усилия.
РАСЧЕТ ТОНКОСТЕННЫХ СВОДОВ-ОБОЛОЧЕК
551
По безмоментной теории мы не в состоянии учесть ни граничных условий по бортам оболочки, ни изгибающих поперечных моментов ее.
Чтобы рассчитать оболочку с учетом всех внутренних ее усилий, мы должны к уравнениям равновесия 9 присоединить еще дополнительные уравнения, вытекающие ив условий совместности линейных и угловых деформаций оболочки. Эти условия легко могут быть получены из рассмотрения деформированного состояния оболочки, перемещения точек которой суть непрерывные функции координат х, s.
Обозначим компоненты полного перемещения какой-нибудь точки упругой срединной поверхности на осях X, Y и Z через и s; s, v ж; s и w ж; s.
Будем считать эти компоненты положительными, если направления их совпадают с положительными направлениями соответствующих осей координат.
Рассмотрим деформацию какого-нибудь бесконечно-малого элемента оболочки. Полная деформация этого элемента может быть разложена на простейшие деформации: относительные удлинения, сдвиги и изменения крививн.
Пусть 1г и Z2 выражают собой относительные удлинения сторон dx и ds рассматриваемого элемента; х1 и а относительные изменения кривизн тех же сторон и со и т относительные сдвиги и Кручение элемента.
Так как изгиб оболочки происходит в пределах упругих явлений, то перемещения срединной поверхности представляют собой по сравнению с основными размерами оболочки весьма малые величины. При установлении зависимостей между деформациями и перемещениями мы ограничимся только первыми степенями от этих перемещений и их производных, отбрасывая по малости квадраты и высшие степени их. В этом случае деформации элемента, очевидно, являются линейными функциями от перемещения его 'И их производных.
Для вывода соотношения между деформациями и перемещениями рассмотрим бесконечномалый элемент в двух его положениях: до деформации и после деформации.
Пусть прямоугольник ABCD представляет собой в плане контур недеформированного элемента. При искривлении срединной упругой поверхности точки этого элемента получат какието перемещения в пространстве. Если в точке А х; s компоненты перемещения будут и, v им, то в соседних точках эти компоненты получат соответствующие приращения, которые можно выразить через частные производные от них фиг. 5.
Из чертежей усматриваем, что относительные удлинения сторон элемента получают следующие выражения:
и-
1 А_
. dv ,
Га
ди
дх
dx
-
dx w дя
ди
дх
dv
ds
v
If
12
Для того чтобы получить относительные изменения кривизн, надо составить выражения разности углов, заключенных между нормалями к соответствующим сторонам деформированного и недеформированного элементов, и эти разности
поделить на длины сторон недеформированного элемента.
Пренебрегая высшими степенями производных от перемещений, получаем:
1 _ - ____
dx gX2 2 fs dv. uw Rds 0s2 13
Относительный сдвиг характеризуется суммой углов а и , на которые повернулись стороны АВ и АС рассматриваемого элемента. По малости этих углов мы можем заменить их соответствующими тангенсами; тогда получим:
Ga 0 tga tg0
I j
г 4- dx v дх dx
. ди , и -5 ds и
ds
dv. ди
дх ds
14
Фиг. 5
Деформации кручения элемента получаются путем деления угла, заключенного между касательными А'Т и В'Т, в точках А' и В' деформированного элемента на длину его стороны:
. dv 1 д дча v ди
_ ГГ r аГ Ш - Т
dx
15
Таким образом из рассмотрения перемещений элемента изогнутой срединной поверхности устанавливаем соотношения между шестью простейшими деформациями этого элемента и тремя компонентами перемещения его:
I дидх ’
. dv w_ ,
2 ЪУ R ’
02.
Xl дх2 ’
д v , ди “ ds Д 08 ди , dv. й0 вх;
т дх R ' ds
16
552
В. 3. ВЛАСОВ и А. Л. ГОЛЬДЕНВЕЙЗЕР
Выразив деформации в функции перемещений и и в производных от них и пользуясь линейной зависимостью между напряжениями и деформациями, мы можем восемь искомых усилий в оболочке выразить в функции перемещений u, v и w и производных от них. Полагая пуассоново число равным нулю, можно зависимость между усилиями и перемещениями представить в таком виде:
Tl EM, Ek2£i
Т,-,-£-£;
1,.
_ Е8т 92w. f
12 “ 12 dxi' ’
_ Eh3x E d fv_ i dw.
3 12 12 0s R ' 0s ’
TT TT Ehr E 0 I v_ , dio
ti 3 й1“ 12 “ 12 ax U ej
Если подставить эти усилия в ур-ния 9, то мы получим диференциальные уравнения оболочки в перемещениях:
02U. 1 д 0 , ди. -у л.
el Г la 1в х 0 0с , 1 0 dv , 9u ,
дв дв W 2 0f V 0£ . а2 Г 02. dte , 02 I , 0о1 ,
■ 12 002 V ее 0£ V 0в 70;
0 а2 Г04м , 03 , 0w.
в. 1.0 Г 20ev S Z 0’
18
где
в
R
R ’
Д
Х
Eh
У4-У; ZZ; аА
ЕЛ
Л ширина оболочки; R ее радиус.
Таким обравом компоненты перемещений деформированного состояния оболочки должны удовлетворять помимо граничных условий диференциальным ур-ниям 18.
Если мы найдем интегралы ур-ний 18 и удовлетворим граничным условиям по торцам и бортам оболочки, а затем по соотношениям 17 определим внутренние усилия в функции переменных f - и в ■, то полученное таким
образом решение будет единственно правильным, так как оно удовлетворяет и условиям равновесия в каждой точке оболочки и условиям совместности деформаций.
2. Метод интегрирования диференциальных уравнений ободочки
Своими криволинейными краями оболочка сопряжена с тонкими торцевыми стенами. Жесткость этих стен в вертикальном направлении настолько велика, что ее можно практически считать бесконечной, в горизонтальном же направлении она настолько незначительна, что ею можно пренебречь.
К обоим прямолинейным краям оболочки шарнирно присоединены прямолинейные борто
вые элементы, свободные края которых шарнирно присоединены к абсолютно жестким продольным опорам. Предполагается, что бортовые элементы не воспринимают сдвигающих усилий.
Легко поставить граничные условия, соответствующие этому закреплению краев.
У торцевых стен, т. е. при £ Л А -J. отношение полупролета к радиусу R, будут очевидно, отсутствовать деформации, лежащие в плоскости торца.
Это дает v w 0.
Кроме того торцевые стены не воспринимают усилия, действующего в направлении образующей и изгибающего момента. Это дает Тг G 0.
Из ф-л 17 легко получается:
rp Eh 0ц л,
1 R ТН и
G
R OS
Eh bw _ 12Д2 Ш U‘
I
19
Следовательно граничными условиями при будут:
ди 02 w А
да 0-
На прямолинейных краях бортовые элементы не воспринимают усилий, направленных по вертикали и вдоль образующей. Следовательно фиг. 4:
S Т2 sin 0О -f iVa cos 0О 0. 20
Ввиду шарнирного присоединения бортовой элемент не воспринимает также изгибающего момента, т. е. G2 0.
Кроме того отсутствуют горизонтальные деформации, что дает:
v cos 0О w sin 0О 0.
Следовательно, принимая во внимание, что бортовые элементы не воспринимают сдвигающих усилий, при 0 б0:
Ga Tt sin в0 N2 cos 0q
v cos0o w sin 0O 0. 21
Такого вида оболочки были рассчитаны при различных значениях А и 0О при загружении их нагрузками:
1 равномерно распределенной по поверхности оболочки:
2 равномерно распределенной вдоль борта;
3 снеговой, которая принималась изменяющейся по направляющему кругу по эакону косинуса.
Расчет производился с учетом крутящих и изгибающих моментов нижеприводимым методом.
Рассматриваемые типы нагрузок имеют одно общее свойство: все они остаются постоянными вдоль образующей оболочки. Задача значительно упростилась бы, если бы нагрузки изменялись по эакону косинуса. В этом случае при принятых граничных условиях по криволинейным краям все напряжения и перемещения должны иметь либо косинусоидальный либо синусоидальный закон изменения в зависимости от того, симметричны ли они или обратно симметричны, т. е. закон изменения искомых величин по £ уже известен. В качестве первого приближения можно принять решение, получающееся при замене постоянного закона изменения по £ для нагрузок косинусоидальным. Но для того, чтобы компенсировать уменьшение нагрузок около торцов.
РАСЧЕТ ТОНКОСТЕННЫХ СВОДОВ‘О ВОЛОЧЕК
Ш
максимальную ординату косинусов надо брать не д, а д. На фиг. а показаны сплошной линией действительный закон изменения нагрузок', а пунктиром принятый для расчета.
Ниже эта вамена будет обоснована так же, как и необходимость брать максимальную ординату равной д.
Но уже из чертежа видно, что наиболее резкие отклонения от нагрузок имеют место у торцов, т. е. как раз там, где имеются жесткие диафрагмы, воспринимающие значительную часть нагрузок; это дает основание предполагать, что погрешность при такой эамене невелика.
Таким образом для равномерно распределенной и снеговой нагрузок X£; 0; Y£; 0; Z £; 0 получаются следующие значения:
X ; б 0;
Fft 0 сов в;
Т в cosg0. Для равномерной нагрузки:
М тжйпв;
4 gRа
22
23
Для снеговой нагрузки:
0 sin 0 cos б;
и s’e
бортовая нагрузка будет рассмотрена отдельно Задаемся перемещениями:
24
и sin и б; v cosv 0; w cosj w6.
25
При этом граничные условия на торцах уже удовлетворены независимо оттого, какие значения будут иметь 5 0, v 0 и ги6.
Подставляя и, v и ги в ур-ние 18, получаем:
1 a sin а£ц а sin a£v' -f-
sin а£и' 0;
2
cos a£v cos a£w' acos£v y a cos a cos aft -f
cos a£w' a cos afv a2 cos afw' cosa0 0;
_ дЗ '
3 cos afv' cos a£u a4 cos a£w
■ cos av' cos 2a cos afv' 2a cos cw' -f- cos af 0 0;
Я
a2l
27
или по сокращении:
1 а2и u' y av'
2 -аи'_ a - j£
l £V-l1 a-f2p “S e 0;
3 - l a‘ ш я1 5' -
as 12
Переменная £ отсутствует, и закон изменения перемещений и, v и w вдоль направляющего круга закон изменения по 0 можно найти то полученной системы обыкновенных диференциальных уравнений.
Согласно общей теории линейных диференциальных уравнений с постоянными коэфициентами решение этой системы проводится в следующем порядке.
Отбрасываем в системе 27 правые части
1 a2-f yu м'0;
2 - a“' а 4 ll
1 п”1 вг5
f2' 0;
3 l f fiv' 2Lv i a4 -jl ги a® Y w a2 -IV 12W -
Решение полученной системы попытаемся иайти в виде:
иСием;
v Cvtв;
wCKe
у
А
42
iJb i
Фиг. 6
Подстановка в 28 и сокращение на w дает
1 -о - С.С,-0;
2 4 aJC _ “ т Й
l Н- -jg 4 С “ 12 НС 0;
3 lf а’ -£ С.
- l ‘ Й а‘ f -В0-о
2S
554
В. 3. ВЛАСОВ и А. Л. ГОЛЬДЕНВЕЙЗЕР
Для определения Си, Cv и Cw получены три однородных линейных уравнения. Эта система £ всегда имеет решение Си Cv Cw 0. Другое решение, отличное от указанного, она имеет лишь в том случае, когда детерминант системы равен нулю:
и частные интегралы найдутся в виде: и A cos б; v В sin 0; w С cos 0.
34
Ак _a2_L2; -TaA;
i-a 5 _. i -g.
0
0;
0. 30
Отсюда следует, что не при всяком вначении к можно найти решение диференциальных уравнений в указанном виде. Необходимо так подобрать к, чтобы АК было равно нулю, т. е. JK 0 и есть уравнение, определяющее к.
Раскрывая детерминант и располагая его по степеням к, мы получим так называемое характеристическое уравнение восьмого порядка:
кв 2 2а ба - 7а 1 -g- а --
-f - За - 6а4 4аА2
Т “4 1ёа я 31
Подстановкой кг2 к это уравнение сводится к уравнению четвертого порядка. Восемь корней его дают восемь решений. Линейная комбинация найденных решений дает общий интеграл системы 28, зависящий от восьми произвольных постоянных. Так что
и 2
71 1
8
32
71 1
8
w V С t6
ш Ал ПУТ у
А
где кп при п 1, 2, 3,., 8 суть восемь корней характеристического уравнения.
Причем Спи, Cnv, Cnw не независимы: польэуясь ур-ниями 10,' можно выразить Cnv и Cnw через Спи. Эта часть решения общая для обеих нагрузок. К ней необходимо прибавить еще частные интегралы системы 9.
Для равномерной нагрузки:
sinв; fw Г 008
и система 9 напишется так:
1 а2и иav' 0;
2
‘ тт '-
I 42“’
-4-ж-йп;
3
l a4-J а8 у- w' аз -IV 4 яд2.
-12 W 1ГЖс05в
33
Подстановка в уравнения дает после необходимых сокращений:
1 _a i--aB 0;
2 - 4-04 -.£.£-
-1п“г
qR.
Eh ’
3 l £a £B Jk_ gR2 n Eh
35
а эта система определяет в числах А, В и С. Для снеговой нагрузки:
0 -j- sin0 cos 8; 'М ТЖси9
решение имеем в виде:
и A cos 20;
v В sin 20; 36
w С D cos 20;
постоянные А, В, С и D находятся из системы 27. Прибавляя теперь к_ найденному ранее общему решению значения и, и изур-ния 34, мы получаем полное решение для равномерно распределенной нагрузки, а, прибавляя вместо этого и, v и w из ур-ний 36, решение для снеговой нагрузки.
Остается определить восемь неопределенных постоянных, исходя из граничных условий по прямолинейным краям. При 0 0в имеем:
iS Т2 sin0o JV2 cos 0О я Gt v cos0„ w sin0o 0.
37
Усилия, входящие в граничные условия, можно выразить через перемещения, пользуясь ф-лами 17:
Eh ди. dv Eh dv я
Eh d2v d9w„n„a
12Й Ьв d 50o w W.VCS0o-Wsin0OO 38
РАСЧЕТ ТОНКОСТЕННЫХ СВОДОВ-ОБОЛОЧЕК
555
и после сокращений:
ди , dv dv. а
дв af 1 ае w 0
а2 02и. азЛ ЛГЧ_п dv.
12 1 дв2 без j 008 00 ае
vcos0o sin0o 0. 39
Заменяем и, v, w их выражениями из ф-л 25: и av v' w sin0o у w' cos 0O
v' w' v cos 60 w sin 0O 0. 40
Эти восемь уравнений четыре при 0. 0О и четыре при в 0О дают возможность определить восемь постоянных г.
При бортовой нагрузке будет конечно отсутствовать частный интеграл, но вертикальное усилие будет равно на прямолинейных краях не нулю, a G, которое надо будет заменить на
G cos af из тех же соображений, что и для
равномерной нагрузки.
Таким образом задача решена.
В изложенном решении мы использовали своеобразие выбранных граничных условий по криволинейным краям. Иными словами, при изменении условий закрепления криволинейных краев приходится существенно изменять и метод решения. Но условиями закрепления прямолинейных краев мы воспользовались лишь для определения произвольных постоянных С, которые можно определять и ив других граничных условий по краям.
Применяя методы строительной механики, легко показать, что таким образом можно удовлетворить подавляющему большинству практически возможных граничных условий.
Пусть например к прямолинейным краям оболочки примыкают прямолинейные элементы, причем способ сопряжения с оболочкой и упругие свойства этих элементов вдоль образующей не меняются.
Прямолинейные края оболочки под действием нагрузки будут деформироваться. Величина и характер этих деформаций вполне определятся, если на краях будут даны компоненты перемещения и, v и w и угол поворота образующей 1 W. r ае v
Если нагрузка будет при этом изменяться в направлении f по закону косинуса, то независимо от свойств примыкающих к краям элементов f компоненты и будут изменяться по закону синуса, а компоненты v, w, по закону косинуса. От упругих свойств бортовых элементов будут зависеть лишь максимальные ординаты этих перемещений.
На бортовые элементы будут при этом передаваться синусоидальные или косинусоидальные перемещения, под влиянием которых в бортовых элементах будут возникать те или иные усилия. Если предположить, что у торцов борты также жестко сопряжены с торцевыми стенами, являющимися продолжением торцевых стен оболочки, то можно утверждать, что характер изменения усилий должен быть либо синусоидальный, либо косинусоидальный.
Очевидно, что по линии примыкания бортов к оболочке усилия в бортах должны совпадать с усилиями в оболочке, изменяющимися по за-
1 После простых преобразований вычисления сводятся к решению четырех линейных уравнений с четырьмя неизвестными.
кону синуса или косинуса. Достигнуть этих условий неразрывности усилий можно следующим образом. Отбросим мысленно бортовые элементы и расчленим окончательное искомое состояние на пять элементарных состояний:
1 состояние, в котором края оболочки испытывают растяжение по образующей, изменяющейся по эакону синуса, в то время как остальные деформации равны нулю и нагрузка отсутствует;
2 состояние, где и w О и v cos af;
3 и v О w cos af;
4 и v w 0 cosaf;
5 и v w 0
и оболочка загружена косинусоидальной нагрузкой.
Эти пять самостоятельных задач легко решаются, им соответствуют следующие граничные условия:
usinaf; 0; 0; 0
v0; cosaf 0; 0
w0; 0; cos af; 0
0;
sin afu 0O;
cos afv 0O ;
cos afu0e;
0; 0; cosaf; cosaf0O;
42
после знака равенства стоят правые части, отвечающие соответственно первому, второму, третьему и четвертому состояниям; в пятом столбце помещены свободные члены с обратными знаками.
Подставляя значения и, v, w из ф-л 25 и производя сокращение, получим:
и 1;
'v 0;
w 0; 0;
0;
1;
0;
0;
0;
0;
1;
0;
0;
0;
0;
1;
и 0О;
V 0О;
- w 0О;
- в.
43
Каждая из этих систем определяет все С. Зная все С, мы можем легко вычислить для каждого состояния все нужные нам усилия на краях.
В частности можно вычислить для всех пяти состояний усилия S2, Та, N2 и G2, т. е. силу, действующую в направлении компоненты и, силу в направлении v, силу в направлении w и момент в направлении.
Кроме того легко вычислить все усилия, возникающие в бортах, сообщая им поочередно единичные деформации в направлениях и, v, w и
Для того чтобы получить искомое деформированное состояние краев, необходимо первые четыре найденные состояния помножить соответственно на А1л А 2, Az, Аt и сложить, прибавив к ним состояние пятое от нагрузки. В этом суммарном состоянии на краях усилия S2, Та, N2 и G2 будут линейными комбинациями иэ рвнее найденных усилий. Усилия в бортовых элементах также представятся в виде линейных комбинаций ранее найденных усилий.
Составляя условия неразрывности усилий 5а, Тг, N2, G2, мы для определения Аг, А2, 43, Ал получим четыре линейных уравнения.
Эти уравнения обладают свойствами симметричности, вытекающими из принципа взаимности упругих реакций.
Нетрудно видеть, что изложенному эдесь способу наложения граничных условий в теории расчета плоских статически неопределимых систем соответствует метод деформации. Совер шенно так же мы можем накладывать граничные условия по методу сил или по смешанному методу.
В. 3. ВЛАСОВ и А. Л. ГОЛЬДЕНВЕЙЗЕР
Возвращаясь к способу интегрирования диференциальных уравнений оболочки, необходимо отметить, что возможность замены равномерной нагрузки косинусоидальной вытекает ив следующих соображений.
Если бы эпюра нагрувки ивменялась по закону cos £ или вообще по вакону cos то решение можно было бы построить точно так же, как и для cos Граничные условия
были бы при этом выполнены, так как перемещения пришлось бы задавать в виде:
й0;
v6;
w COS -П 2A1WWe
44
а граничные условия по прямолинейным краям накладывались бы так же, как и раньше.
Суммируя решения для различных п, мы могли бы получить решение для любой нагрузки, изменяющейся по f так, что ее можно было бы представить в виде линейной комбинации из
соз 2п 1 я 2А
Теория рядов Фурье дает разложение:
71 ОС
V 1 п 1 2п 1 я
я
711
2711
COS
2А
Таким образом взятая нами нагрузка соответствует первому члену написанного разложения, а построенное решение первому члену бесконечного ряда, дающего точное решение нашей вадачи.
Теоретическое и практическое исследования показали, что сходимость этих рядов настолько велика, что все члены разложений, начиная со второго, практически не оказывают влияния на закон распределения внутренних усилий и деформаций по переменной 0.
3. Графики для расчета тонкостенных сводов-оболочек
1 Принятые, обозначения
L полная длина оболочки в л;
Л радиус оболочки в м;
Ь хорда оболочки в л; я дуга оболочки в м;
А толщина оболочки в м;
Оо половина центрального угла; q нагрузка в кгл2 или кгм;
х координата по оси X;
у координата по оси Г;
z координата по оси Z;
7 IIl j
’ 2 В 5
а
нормальное усилие по длине оболочки в кгсм;
Т х нормальное усилие по длине оболочки в среднем его течении при х 0 в кгсм;
Т2 нормальное усилие по поперечному сечению оболочки в кгсм;
Г а нормальное усилие по поперечному сечению в среднем сечении его при х О в кгсм;
касательное усилие в кгсм;
S касательное усилие в опорном сечении оболочки При X ;
Gt изгибающий момент по длине оболочки в кгсмсм;
Gi изгибающий момент по длине оболочки в среднем сечении его при а;0 в квсмсми
G2 изгибающий момент по поперечному сечению в кгсмсм;
G.изгибающий момент по поперечному сечению в среднем сечении его при х 0 в кгсмсм.
Н и крутящие моменты в кгсмсм;
Ni, Nlt N2 и N2 поперечные силы, соответствующие изгибающим моментам G, и G2, в кгсм;
и перемещение элемента оболочки по оси X;
v перемещение элемента оболочки по оси У
z перемещение элемента оболочки по оси Z.
2 Пояснения к пользованию графиками
Работа свода-оболочки вполне определяется геометрическими ее размерами, условиями закрепления краев, граничными условиями и нагрузкой.
Графики составлены для следующих геометрических размеров сводов-оболочек, определяемых
величинами А и 0О и указанных в табл. 1.
Таблица 1
X
1
1
в0 в градусах
я6
30
4
_
я3
30
45
60
75
90
я2
45
60
75
90
as
60
75
90
я
60
75
90
В табл. 2 указаны значения А выражен-
L L л
ные через отношения уИу при различных б0.
Таблица 2
Значения X при различных 0
Zri
60
90
75
60
45
30
А
ыъ
Llf
ыъ
Llf
ЫЪ
Llf
Lb
Llf
Lb
Llf
1
1
0,74
3,58
1,05
7,82
я3
1,05
2,09
1,08
2,83
1,21
4,19
1,48
7,15
2,09
15,63
я2
1,57
3,14
1,63
4,24
1,81
6,28
2,22
10,73
з
2,09
4Д9
2,17
5,65
2,42
8,38
Я
3,14
6,28
3,25
8,48
3,63
12,57
Графики составлены для граничных условий по торцевым стенкам: при х -у; v 0; w 0; дг 0, т. е. в предположении
РАСЧЁТ ТОНКОСТЕННЫХ СВОДОВ-ОБОЛОЧЕК
557
отсутствия смещения свода-оболочки у торцевой стены в направлении касательной и радиуса и свободного смещения в направлении образующей; по краю бортового элемент а: при в в0 60; v cos 0О w sin 0О 0; Т2 sin 0О iV2 cos 0О 0; д2 0; s 0, что соответствует свободному смещению края в вертикальном направлении и отсутствию смещения в горизонтальном направлении фиг. 7.
Графики составлены для следующих единичных нагрузок:
1 равномерно распределенной нагрузки по поверхности свода-оболочки интенсивностью q 100 кгм2 собственный вес свода-оболочки;
2 распределенной по поперечному сечению свода-оболочки по закону косинуса q 100 cos 0 кгмъ снеговая нагрузка;
3 равномерно распределенной по краю сводаоболочки q 100 кгм2 нагрузка, подвешенная к бортам свода-оболочки фиг. 9 11.
Так как при 0О 30 разница в усилиях, вызываемых косинусоидальной нагрузкой, по сравнению с усилиями от равномерно распределенной нагрузки незначительна, графики для косинусоидальной нагрузки при этом угле не построены. Так как указанные интенсивности нагрузок приняты ва единичные, то при нагрузках другой интенсивности qx ординаты усилий и перемещений следует умножить на отноше01 а
Подставляя в ф-лу 46 значение N2, получаем:
ние
Отношение толщины оболочки h к радиусу
R а -д для всех случаев принято 0,01;
для деревянных сводов-оболочек это отношение является наиболее распространенным.
Изменение величины а мало отражается на усилиях в оболочке.
Графики составлены только для усилий Тг, Т2,
S и G2. Графики Для усилий Gx и Н, имеющих весьма малую величину, не составлены. Распор, возникающий по краю свода-оболочки и передающийся на закрепление края, может быть получен из рассмотрения граничных условий.
бНагруэка, равномерно распределенная по поверхности свода-оболочки фиг. 9
Граничные условия, принятые при составлении графиков:
N2 cos0О Т2 sin 0О 0 45
свобода смещения края в вертикальном направлении ;
iV2sin0o T8cos0e р 0 46
отсутствие смещения края в горизонтальном направлении.
Из ф-лы 45 находим:
717 2 sin во ГГ 4-Г а
сово Tz tg Не
откуда:
тт Гг
Л м ■■ ' 9 cos в0
47
Полученная формула верна для всех углов 0О кроме 0О 90.
В случае, если 0О 90 фиг. 8, имеем из ф-лы 46:
Нр Nz.
Ю0Ум
Фиг. 9
Максимум jЕр возникает в середине края свода-оболочки, где
Т2 Тг и N2 N2.
Значения iVae90 указаны в табл. 3.
Таблица 3
я
N2090
Примечание
я3
3,418890 R кгсм
R в м
я2
5,177108 R
23я
7,199458 R
п
- 11,010775 R
По длине свода-оболочки Нр изменяется по закону:
Нр Нр coe-J.-i.
где Нр распор в середине длины свода-оболочки.
б Нагрузка, изменяющаяся по поверхности свода-оболочки по закону косинуса фиг. 10
Величину распора находим аналогично предыдущему. Для 0О 90 распор Нр и
для 0О 90 распор Нр Nt и Нр Нр cos j
Значение -N2090 Для различных А указаны в табл. 4.
Таблица 4
А
I1
сь
II
со
г
Примечание
л3
0,151645 R кгсм
R в м
п2
0,33145v R
23я
0,625347 R
я
1,536858 R
в Н а г р у 8 к а, равномерно распределенная по бортам вводаоболочки фиг. 11.
558
В. 3. ВЛАСОВ и А. Л. ГОЛЬДЕНВЕЙЗЕР
Для этого случая мы будем иметь граничные условия в виде:
N2 cos в0 Т sin 0О ; 49
iVasin0o T2cosd, Нр. 50
Ив ф-лы 49:
2 cosei” Таtgв'
Подставляя значение N2 в ф-лу 50, получаем:
q tg 0О Та tg0 sin 0О Т2 cos в0 Нр,
откуда:
Нр'Ш 8бо - -2 sin 0О.
Полученная формула верна для всех углов 0О кроме 0О 90, при котором иэ ф-лы 50 Н„ -iVa.
Значения iV2e90o для различных Я- указаны в табл. 5.
Таблица 5
А
N2090
я3
0,166S00 юсм
я2
0,205725
а3я
0,241908
я
0,307194
Все вычисленные функции изменяются по х по синусоидальному или косинусоидальному закону. Именно: Тг, Т2, G2, v и w изменяются
по закону cos , a S и и по закону
sin-£j. На графиках нанесен лишь закон
изменения функций по 0 в тех точках, где функция по х достигает максимума, т. е. Г,, Т2, G2 нанесены для среднего сечения, где при х 0
cos 1, a S в опорном сечении, где
при х sin- 1; так что для получе
ния значений усилий Т, Т GvlS в любой точке следует значения Tt, Tt, G2, соответствующие выбранному 0, умножить на cos 4-,
СА it
а значения S на sin -
й Jtt
В табл. 6, 7 м 8 приведены значения перемещений
v при х 0 и 0 0О w при ж 0, 0 0 и 00О
при единичных нагрузках: 1 равномерно распределенных по поверхности свода-оболочки ц 100 кгм, 2 меняющейся по закону косинуса по поперечному сечению свода-оболочки q 100 cos 0 кгм и 3 при бортовой нагрузке q 100 кгм, причем внаком плюс обозначено перемещение, направленное вниз, а знаком минус вверх.
При определении перемещений условный модуль упругости составного сечения свода-оболочки для воэдушно-сухой сосны может быть принят Еев.-об 55 000 wjcM.
Таблица 6
Перемещения в среднем поперечном сечении свода-обо. дочки при нагрузке, равномерно распределенной по по
верхности
q нагрузка в кгсм;
R радиус в см;
Е модуль упругости в кгсм
А
в
в во
в в0
н
о
я3
60
90
4 053,1
Е
1 675,4 ’ Е
2 340,0 0
-3112,5
555,9 -i. Е
я2
60
90
11445,6 -5 594,1 -6 608,1
Е
0
5 015,8 i
Е
924,3 -iL Е
2Зя
60
90
24 342,2-ip-
13 649,4 -iЕ
14 054,0-ip0
-3 983,9 -5 221,5
Е
60
87 887,8
Е
50 742,0 -iЕ
74 232,4 2-®
Е
Я
90
44456,0 -РЕ
0
- 8 136,0 Д£
Таблица 7
Перемещения в среднем поперечном сечении своза-оболочки при нагрузке, изменяющейся по поверхности по закону косинуса
q нагрузка в кгсм2 при в 0; R - радиус в см;
Е модуль упругости в кгсм
Л
00
3
II
о
вв0
в0
я3
60
90
2 634,5 -qg129,В -q
1 521,0-i® 0
1260,2 -ip787,6
я2
60
90
8 020,9 -i' Е
578,8
4 630,9
Е
0
1 083,2 -р-
2 528,1
аз
60
90
18 270,8 jp-
1 879,6 -iЕ
10 548,7 -0-
Е
0
7 334,5 -г6 244,1 f-
п
60
90
70922,5-
11551,4-
40947,2. 40 947,2-ip-
66 032,1 -ip22 030,7 5-
РАСЧЕТ ТОНКОСТЕННЫХ СВОДОВ-ОБОЛОЧЕК
559
Таблица 8
Перемещения в среднем поперечном сечении, свода-оболочки при нагрузке, равномерно распределенной по краю бортовая нагрузка
q нагрузка в кгслс;
Е модуль в кгсл
А
во
v0 в0
II
а
м’0 0
60
5 443,1
з 142,4 Л.
- 5 638,6
яг3
90
3 669,2
0
963,4
60
14146 д JL
8 167,2 £
-И 275,4 ■ я2
г
ГЙ
90
10076,0
0
- 3 094,4
60
27365,4 S Е
15 799,4 4 787,0 Л-
21736,1 J’ Е
90
0
15 940,7 Л.
60
88 720,9 ■ Е
15 223,0
-60 671,3 Л. Е
п
60
17857,7 ■
0
46 606,1 SЕ
3 Пример пользования графиками
Требуется определить 1 максимальные расчетные усилия Тг, Т, S и 2, а также распор Нр; 2 перемещение w при х 0, в 0, 3 перемещение v при в 60, возникающее в своде-оболочке с основными размерами:
L 40 м, b 22 м, f 6,35 м, в0 60, В 12,7 м.
1 Нагрузки: равномерно распределенная по поверхности свода-оболочки собственный вес свода-оболочки д 40 кгмг;
2 бортовая собственный вес открылка, передающийся на борт Свода-оболочки дг 60 кгм;
3 изменяющаяся по поперечному сечению свода-оболочки по закону косинуса снег:
р 80 cos в кгмг.
g_Qo 1,60 12,70 jqq
6,08 кгсм;
.,_55. 0,12. 12,70 it 0,61 кгсм;
Гв_40 3’80 ' 12.™ ' Ш
19,30 кгсм;
FzeGО - 1.90. 12,702 2L 122,60 кгсмсм
Й55. 2,57 - 12,70 45 ■ ' юо
165,80 кгсмсм;
я 3200о
'Р cos 00 0,11 12,70 Ш- ' 2112 кгсм.
По таблицам находим перемещения w и v:
. 5 015,8. 0,004 - 1 270
100 55 000 ’464 смг
1.л _ t 6 608,1 - 0,004 - 1 270
' '060 55 000
“I- 0,610 см;
М 455,6 - 0,004 - 1 270. ,
I '060 55’ 000 ’ см'
По графикам 45 48 для в0 60 находим усилия от бортовой нагрузки дг 60 кгсм
“ Tie2bo 0,50 щ
0,30 кгсм;
iL
'06ОО ■ ЮО
1,15 кгсм;
1060 ЮО 1,15 кгсм;
- - '43 ■ S 100
0,26 кгсм;
20_550 1,60 щ- -j- 0,96 кгсм;
‘04О 3-75 Ш
2,25 К'см;
- ёГ,_0. -2,8. 12,70 it
21,30 кгсмсм;
60
С,,_75. 4,0.12,70 £_
30,5 кгсмсм;
60
Для свода-ооолочки указанных размеров имеем: X Jqq- 2 0,6 1,73 1,98 1,04 0,94 кгсм.
40
2R 2 12,7
По графикам 9 12 для в 60 находим усилия от собственного веса д ,40 кгм3:
- Г,в_26, 7,20 12,70 it -
и,в0
36,60 кгсм;
По табл. 8 находим перемещения 10 при в0 0:
11 275,4 - 0,60 _ 011o,„.
55 000 “ '1U М’
I 8 167,2- 0,60 , л nQO
060 Н 55 000 - ’089 СЖ
14 146,1 0,60
W
Г_60 27-20 п’п Ш 138,00 кгсм;
060 55 00
0,154 см.
По графикам 29 32 для в0 60 находим усилия от снеговой нагрузки, меняющейся по-
660
В. 3. ВЛАСОВ и А. Л. ГОЛЬДЕНВЕЙЗЕР
лоперечному сечению свода-оболочки по закону косинуса:
р 80 cos 0 кгм2:
- -5 ■12-70 - т 50,8 кг'см
1,_в0. 21 12-™ т -
213 кгсм;
- -. ‘2,70 iH
15,2 кгсм;
Л,_и. 0,04. 12,70 0,41 кгсм;
sws’2-i2-70-iS
32,5 кгсм;
-'5,,_с. -1.5-12,70-
148,4 кгсмсм;
1 О.- 46- “ ■ 2-7 -Ш
4 187,1 кгсмсм.
По таблицам находим перемещения 10 при 0, 0:
w
е0
1083- 0,008 1 270 Л ПЛ 55 000 “ ’20сЛ’'
I 4 630,9 0,008 1 270 , л окс
60о 55000 ’855
8 020,9. 0,008 - 12,70 _.
55 000 ’
Суммарные расчетные усилия будут:
- 7rie25 “ “ 36’60 ’30 50’80 “
87,70 кгсм;
-f 136 4-1Д5 4- 213
-f- 352,15 кгсм;
- Т2в0 - 6,08 0,26 15,20
21,54 кгсм;
55 0,61 0,96 0,41
-f 1,98 кгсм;
SJ е40. 19,30 2,25 32,50
54,05 кгсм;
- Gte0 122,60 4- 21,30 4-148,40 292,30 кгсмсм;
£ав45 165’80 3050 187’10 4 383,40 кгсмсм;
Нр 1,12 4- 0,94 2,06 кгсм.
Суммарные перемещения w и v будут: гив0о 0,464 4- 0,112 4- 0,200 0,776 см; г0_6Оо - 0,610 4- 0,089 4- 0,855 4- 1,554 см;
1,060 4- 0,154 1,480 4-2,694 см.
V,
060
I. Графика усилий 7i, Г„ G ■ S, вертикальной нагрувки 100 жглс равномерно расяределенной по поверхности оболочки
График усилия Tt для в 90®
РАСЧЕТ ТОНКОСТЕННЫХ СВОДОВ-ОБОЛОЧЕК
561
График усилия G для 0
80
662
В. 3. ВЛАСОВ и А. Л. ГОЛЬДЕНВЕЙЗЕР
РАСЧЕТ ТОНКОСТЕННЫХ СВОДОВ-О ВОЛОЧЕК
563
График усилия G, для в„ 75
36
В. 3. ВЛАСОВ и А. Л. ГОЛЬДЕНВЕЙЗЕР
РАСЧЕТ ТОНКОСТЕННЫХ СВОДОВ-ОБОЛОЧЕК
бвб
График усилия G для 0, 60е
566
В. 3. ВЛАСОВ и А. Л. ГОЛЬДЕНВЕЙЗЕР
РАСЧЕТ ТОНКОСТЕННЫХ СВОДОВ-ОБОЛОЧЕК
567
График усилия ТI для „ 30
568
В. 3. ВЛАСОВ и А. Л. ГОЛЬДЕНВЕЙЗЕР
РАСЧЕТ ТОНКОСТЕННЫХ СВОДОВ-ОБОЛОЧЕК
569
II. Графики уеилий Т, Ti, S и Gg от снеговой нагрузки, изменяющейся по закону Р Ро сое 0 Pq 100 кл2
График усилия Т, для в0 90
570
В. 3. ВЛАСОВ и А. Л. ГОЛЬДЕНВЕЙЗЕР
График усилия S для dt 75
РАСЧЕТ ТОНКОСТЕННЫХ СВОДОВ-ОБОЛОЧЕК
572
В. 3. ВЛАСОВ и А. Л. ГОЛЬДЕНВЕЙЗЕР
График усилия Gt для в, 60
РАСЧЕТ ТОНКОСТЕННЫХ СВОДОВ-ОБОЛОЧЕК
573
574
В. 3. ВЛАСОВ и А. Л. ГОЛЬДЕНВЕЙЗЕР
График усилия G, для 6, 45
Графики усилий Тх, Тг, S ы от вертикальной нагрузки а равномерно распределенной по борту оболочки
График усилия Т, для 0 90е
РАСЧЕТ ТОНКОСТЕННЫХ СВОДОВ-ОБОЛОЧЕК
475
График усилия Gj для Ре 90е
676
В. 3. ВЛАСОВ и А. Л. ГОЛЬДЕНВЕЙЗЕР
S кгс 05 0
Ц5
5 кгея у
2.0
2.5 ДО
3.5 40
4.5 50
10
25®
30
50
60“
70
75I
Ч
ч
ч
J
N.
N
ч
ч
1
S
ч
V
Чч
1
N
X.
v J
ч
V
V
f
'
V
9
Х-п
График усилия S для б, 75
РАСЧЕТ ТОНКОСТЕННЫХ СВОДОВ-ОБОЛОЧЕК
57 7
График усилия Тi для в0 60
57
В. 3. ВЛАСОВ и А. Л. ГОЛЬДЕНВЕЙЗЕР
РАСЧЕТ ТОНКОСТЕННЫХ СВОДОВ-ОБОЛОЧЕК
579
580 В. 3. ВЛАСОВ и А. Л. ГОЛЬДЕНВЕЙЗЕР
График усилия S для в 45е
РАСЧЕТ ТОНКОСТЕННЫХ СВОДОВ-ОБОЛОЧЕК
581
В. 3. ВЛАСОВ И А. Л. ГОЛЬДЕНВЕЙЗЕР
-5 кгсм
График усилия S для б0 30
КУПОЛЫ
Иною. К. П. КАШ КАРОВ
VI. КУПОЛЫ
1. Общие сведения
Деревянные куполы по сравнению с железобетонными и металлическими имеют следующие преимущества:
1 меньшую стоимость;
2 простоту возведения;
3 минимальный расход металла;
4 использование теплозащитных свойств древесины конструкций;
5 возможность непосредственного покрытия кровельными материалами и пр.
В настоящее время имеется ряд построенных и спроектированных куполов диаметром до с подъемами для круглых планов от 1 до 8 диаметра. Куполы применяются для перекрытия не только круглых, но и многоугольных, эллиптических и крадратных планов; применяются также неполные куполы и комбинации куполов с цилиндрическими оболочками.
В зависимости от типа конструкции различают куполы;
1 плоскостные ребристые пространственная работа элементов не используется;
2 сетчатые;
3 тонкостенные оболочки вращения
4 ребристые оболочки вращения.
2. Плоскостные ребристые куполы
Плоскостные ребристые куполы состоят из радиально поставленных в плане трехшарнирных арок, по которым устраивается кровля. Такая конструкция куполов может быть легко и четко рассчитана при несимметричных и сосредоточенных нагрузках и позволяет:
1 использовать в качестве монтажного скелета арки купола, возводимые без коренных лесов, только при помощи центральной мачты и копров;
2 делать световые и Дверные проемы в любом количестве;
3 проектировать купол граненым, что упрощает покрытие его кровельным материалом;
4 сооружать неполные куполц.
Из построенных ребристых куполов отметим купол цирка в Саратове диаметром D 46 м 1930 г. фиг. 1 и купол в Иванове 1931 1932 гг. диаметром D 50 м.
Максимальная высота поперечного сечения арок купола в Иванове h 1,3 м, что состав-
ляет io MD'
В куполе Саратовского цирка h 1,0 м, что
составляет
Несущие арки указанных куполов имеют решетку из двойных перекрещивающихся раскосов и металлических тяжей. Применение такой решетки помимо большого расхода металла требует тщательного и постоянного ухода за арка-, ми после возведения сооруженйя.
Пример 1. Ребристый купол циркатеатра в Баку
а Конструкции
Примером плоскостного ребристого купола с арками гвоздевой конструкции может служить купол цирка-театра в Баку1. Диаметр купола D 67 м высота Н 27 м.
Форма купола задана архитектурными требованиями. Основные арки А фиг. 2 и 3 начинаются со второго этажа здания; расстояние между ними по линии опор 8 м.
Сцена театра нарушает симметрию конструкции; против сцены радиальные в плане арки А заменены поперечными, которые опираются на две радиальные укороченные арки Б, передающие упорные реакции на устои портала сцены.
Основные арки А опираются на железобетонно перекрытие первого этажа, воспринимающее распор купола. В нижней части купола имеются многочисленные отверстия для входов в зрительный вал.
Арки А и Б имеют серповидную форму е максимальной высотой сечения h 1,5 м, т. в.:
h _ 5 J_.
D 67 45 ’
в опорных частях h 0,5 и. Сечение арок показано на фиг. 4 и 5.
Устойчивость верхнего пояса из плоскости арки обеспечивается прогонами кровли, расположенными в узлах арки и между ними.
1 Разработан в Мапшностройпроекте инж. Кашкаровым К. П.
584 К. П. КАШКАРОВ
Нижний пояс закреплен решетчатыми поясами, идущими через 4 панели, и подкосами к прогонам в промежутках между решетчатыми Колсами.
В нижней и верхней опорных частях арки решетка переходит; в две сплошные перекрестные стенки.
Арка В по очертанию составляет часть арки А с изменением в опорной части, примыкающей к устою портала сцены. Радиальные арки A vi Б опираются в верхней части купола на верхнее кольцо.
Полная нормальная сила N в поясах:
-Л. 2
где N_ нормальное сжимающее осевое усилие в арке. Напряжения в поясах проверялись по формулам: между узлами арки:
п
_ N NfT.
Fv W n
в узлах арки:
W
-
1
3
.4
Фиг. 1. Купол в Саратове, внутренний вид
Верхнее кольцо сконструировано в виде жесткого писка Хх 3,0 м, составленного из 10 перекрестных настилов толщиной в 5 см каждый.
В толще кольца имеются пустоты осушающие продухи в разных слоях и направлениях, соединенные с наружным воздухом фиг. 6.
где стрелка крививны пояса в пределах одной панели;
р коэфициент продольного ивгиба в плоскости арки.
Момент сопротивления W поясов ввиду наличия неперекрытых стыков досок принимался с учетом ослабления одной верхней доски среднего пакета.
Сдвигающие усилия в поясах определялись от продольного изгиба и местного поперечного изгиба от кривиэны пояса.
Кроме гвоздей, погашающих сдвиги, поставлены дополнительные гвозди ддд перекрытия стыков в растянутых частях верхнего и нижнего поясов.
Нижний пояс проверяется на продольный изгиб ив плоскости арки на длине, равной расстоянию между поперечными связями жесткости.
Усилия в подкосах решетки определялись по формуле:
D in 45
5
б Расчет
Арки и кровля купола при расчете рассматриваются как отдельные элементы, не связанные в одну целую пространственную конструкцию. Фактически в выполненной конструкции арки разгружаются благодаря участию кровли в пространственной работе всего сооружения.
Арки рассчитывались как трехшарнирные на усилия от собственного веса и ветровой нагрузки 1. Для упрощения расчета арка разбивалась на 10 частей и распределенные нагрузки от собртвенного веса и ветра заменялись сосредоточенными силами. По кривой давления определялись AT, N и Q, отнесенные к оси арки.
Усилия NM в поясах от изгибающего момента М определялись по формуле:
NJf
1
где е поясов.
расстояние между центрами сечения
1 Собственный вес плоскостных ребристых куполов пролетом от 20 до 50 м составляет 50 75 кгм поверхности купола без веса кровельного материала и утеплителя.
Расчет арки Б производился в предположении шарнирной неподвижной опоры на консоли колонны устоя портала и подвижной в верхнем кольце фиг. 2. Арка Б нагружена сосредоточенными силами от опорнцх давлений поперечных арок. Последние раскладываются на вертикальные и горизонтальные силы; горизонтальные силы дают составляющие по направлению решетчатых поясов и по направлению арки Б, которая передает эти составляющие порталу сцены. Составляющая по направлению решетчатых поясов воспринимается кровлей купола.
Горизонтальные силы передаются на арку Б через консоли на верхнем поясе арки.
Поперечные арки двухшарнирные, имеют максимальный пролет 22,64 м и высоту сечения h 0,6 м.
Арки Б передают на верхнее кольцо значительные опорные давления, нарушающие равновесие кольца.
В расчете принято:
НБ 14 370 кг.
Смещающая горизонтальная сила является проекцией всех активных сил на ось симметрии
КУПОЛЫ
58S
Фиг, 2. Купол Бакинского цирка-театра
Фиг. 3. Купол Бакинского цирка-театра
Вырезы на кровле купола расположены ниже уровня бортовой балки. Промежуточные прогощу
кровли на чертеже не показаны
-58в
К. П. КАШКАРОВ
. Конструкция арок А и Б к фиг. 2 и 3
КУПОЛЫ
587
купола и равна 5 820 кг. Эта сила вызывает в основных арках противоположной половины кольца опорные реакции, которые приняты распределенными по аркам по эакону cos а,, где а центральный угол между направлением каждой арки и осью симметрии купола в плане фиг. 8.
Кровля начинается с бортовых двутавровых балок, идущих сплошным поясом но всем аркам А фиг. 3.
Кровля устроена двух типов. Кровля первого типа в нижней части купола состоит ив прогонов сечением 10x12 ем, расположенных в узлах
Фиг. 5. Опорная часть арки.it фиг. и 3
в Кровля
Кровля купола между арками имеет только меридиональную кривизну, благодаря чему купол приобретает граненую форму.
Крове, шный материал рубероид или желёэо. Кровля состоит из прогонов и нижней и верхней обшивок. По верхней опалубке обшивке нашивается косой настил толщиной 1,6 1,9 см, придающий куполу жесткость. Над арками доски косого настила перегибаются, не прерываясь.
и между узлами арок, и верхней и нижней обшивок иэ досок толщиной 2,5 см, направленных перпендикулярно к прогонам. Гвозди, прикрепляющие обшивки к прогонам, рассчитаны на сдвигающие усилия. Опорами этой конструкции служат решетчатые пояса и прогоны, имеющие подкосы к нижнему поясу арки. Расстояние между этими опорами не превышает 3 м две панели арки. Таким образом кровля является неразрезной многопролетной конструкцией цилиндрической формы.
688
К. П. КАШКАРОВ
Кровля типа 2 начинается выше при сокращении расстояния между арками до 5 м. Прогоны расположены также в узлах, и между ними И работают как простые балки Верхняя и нижняя
Пароизоляцией служит гудронированная фанера.
Над арками под прогонами укладываются два слоя толя. Вентиляция кровли осуществляется
Основные арки. А ‘
2 слоя поля
Фиг. 6. Верхнее кольцо купола к фиг. 2 и 3
обшивки являются продолжением досок рабочих обшивок кровли первого типа.
В секторах кровли, примыкающих к аркам Б, делается двойной косой настил по верхней опалубке, чем создается большая жесткость, необходимая для восприятия кровлей распоров от поперечных арок.
через канал, устроенный по всей арке и покрытый оцинкованным железом фиг. 7, стр, 589. В косом настиле имеются выходы в канал через 40 50 см. Канал разграничивается поперечными перегородками через 100 см. Осушающий продух на части купола, находящейся против сцены, показан на фиг. 8, стр. 589,
КУПОЛЫ
589
Рцбервид на клебемоссв
Фанера
ОциикоЬсгтое Железа
2 спая тот
Поперечная арка
Фиг. 8. Осушающий продух на поперечных арках купола к фиг. 2. и 3
3. Сетчатые куполы
Сетчатый купол представляет собой поверхг ность вращения с ромбовидной сеткой, составленной из отдельных косяков. Стандартны при этом только косяки каждого отдельного пояса. Возможны три варианта конструкции сетки купола: 1 из косяков переменной длины, уменьшающейся по высоте купола при постоянном угле встречи косяков, 2 из косяков постоянной длины при переменном угле встречи косяков,
3 из косяков с переменной длиной косяков и переменным углом встречи их.
Расчет сетчатого купола может быть выполнен по теории оболочек вращения х. Кольцевые усилия воспринимаются кольцевой обшивкой купола, меридиональные косяками.
Расчет косяков и конструкция узлов аналогичны таковым для кружально-сетчатого свода 2.
Положительными свойствами сетчатого купола являются:
1 сборность конструкции и портативность элементов;
2 светопро8рачность.
Недостатком нестандартность элементов, вследствие чего сильно усложняются изготовление и сборка купола.
4. Тонкостенные оболочки вращения
1 Общая характеристика
Стремление к использованию в работе конструкции всех образующих ее элементов привело к созданию купола в виде тонкостенной оболочки
1 См. Расчет тонкостенных сводов-оболочек.
См. Безметальные кружально-сетчатые своды.
вращения, расчлененной по меридиональным и кольцевым направлениям в соответствии с направлением основных усилий.
Положительными свойствами куполов-оболо чек являются:
1 минимальный расход дерева и металла;
2 возможность использования низкосортных материалов;
3 хорошее использование теплозащитных DBoftcTB рабочей древесины.
Отрицательными свойствами являются:
1 необходимость при возведении коренных лесов, так как несоблюдение формы вращения может повести в дальнейшем к потере устойчивости оболочки;
2 понижение надежности конструкции при устройстве вырезов и необходимость специального укрепления ее в этом случае.
Область применения куполов-оболочек ограничивается диаметром 30 40 м.
Куполы-оболочки применены на Сталиногорском химкомбинате над зданием газгольдеров пролетом 33 и 28 м; опорные кольца расположены на уровне 33 м от земли; район подвержен сильным и частым ветрам; на Московских хлебозаводах 7 и 8 над круглыми зданиями котельных пролетом 19,5 м.
2 Конструкция
Купол-оболочка состоят из ребер, воспринимающих меридиональные усилия Ти и кольцевых настилов по ребрам, работающих на кольцевые силы Тг. В небольших куполах ребра состоят из трех-четырех слоев досок, изгибаемых по меридиональному сечению и сшитых гвоздями или в виде арок Делорма. Отношение высоты сечения ребра к диаметру для спроектированных куполов составляет:
к
D
1
200'
1
270
Ребра располагаются через 1,0 1,5 м по опорному кольцу купола. Кольцевые настилы из досок 2,0 2,5 см делаются двухслойными для возможности перекрытия стыков в растянутых зонах. Растягивающие кольцевые усилия передаются через гвозди; прикрепление кольцевых настилоь к ребрам рассчитывается на приращение мериди ональных усилий в ребрах. На кольцевом на стиле нашивается однослойный косой настил для воспринятия сдвигающих усилий в куполе. Для лучшей укладки досок кольцевого настила на сферическую поверхность оболочки необходимо применять доски длиной 3 4 ж и шириной не более 16 см.
В вершине купола меридиональные усилия передаются на верхнее деревянное кольцо, диаметр которого определяется из условия размещения ребер. Нижнее распорное кольцо выполняется из железобетона или дерева.
Форма оболочки может быть или сферической или иной поверхности вращения. Подъем купола должен быть не менее Ve диаметра.
В Расчет
Расчет тонкостенных, а также ребристых оболочек производится обычно по безмоментной теории. Основные расчетные усилия в сферической оболочке вращения могут быть определены по нижеприводимым формулам.
590
К. П. КАШ КАРОВ
а Усилия от действия е о бственного веса
Меридиональное усилие на 1 м паралелли:
Т
Р
2nR sin2 р 2тгг sin д
или
1 1 cos' гДе полный вес вышележащей части оболочки, определяемый по формуле:
Qv 2ггД 1 cos р д;
р угол между нормалью к поверхности и осью вращения купола;
R радиус сферы; д вес 1 м2 поверхности купола; г -г- радиус горизонтального сечения купола. Если задаться количеством ребер, воспринимающих меридиональные усилия, то усилие в одном ребре может быть определено по формуле:
Т Qp
п S1D ф
где п число ребер в куполе. Кольцевые усилия на 1 л меридиана:
гг COS2 ф -f COS ф 1 и ia 1 COS ф gR
8
9 10
где Z д cos р радиальная компонента внешних сил;
Тх меридиональное усилие на 1 м.
Усилие в опорном кольце:
или
Т9 RZ-
лт н ф ctg ф
-ьГ 2л
11
где Я распор, передаваемый кольцу.
б Усилия от снеговой нагрузки, изменяющейся по закону
р рс cos q.
Меридиональные усилия на 1 м параллели:
Т1 Рс-,
12
где рс величина снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию купола, принимаемая по Единым нормам условно, как для цилиндрического покрытия.
Кольцевые усилия на 1 ле меридиана:
R
-Т Ре 2 C0S 2Р' Усилие в опорном кольце:
N
Qp ctg ф
2 п ’
Qg, РсПг2
где г радиус опорного кольца.
13
14
15
в Усилия от снеговой нагрузки, изменяющейся по закону
р рв cos2 р.
Меридиональные усилия на 1 м параллели:
Т1 Pg-R COS2 tp -f- COS 91 - л v
1 Г-С08 у 16
Кольцевые усилия на 1 м меридиана:
Га pcR cos8 р Тг. 17
Усилие в опорном кольце:
7'
та ®ф 9
2я
J
18
т PcnRt cos8 р. 19
г Усилия от ветровой нагрузки
При расчете куполов на ветровую нагрузку
при бтношении стрелы к диаметру V4
принимается во внимание только отрицательное давление отсос с максимальной ординатой на вершине купола:
рв kq, 20
где q величина скоростного напора;
к коэфициент обтекания, назначаемый в
зависимости от по Единым нормам ориентировочно, как для цилиндрического свода.
Давление на купол иногда принимается распределенным по аакону р рв cos р в этом случае все усилия могт быть определены по формулам для снеговой нагрузки р рс cos q с обратными знаками.
полусферы
Для куполов с отношением 1ji необходимо
учитывать и положительное и отрицательное давления. В этом случае эпюру давления ветра фиг. 9 можно разложить на две эпюры. Нагрузка отрицательной эпюры может быть принята изменяющейся по закону р рв cos2 р и усилия отрицательно эпюры определены по формулам для снеговой нагрузки, распределенной по закону Ро Ре 0082 Ч с обратными знаками.
Усилия от кососимметричной эпюры можно определить по таблице для W0 sin2 р sin2 ip г; при этом давление ветра принимается:
W0 0,4 q,
где q скоростной напор ветра.
Меридиональные и кольцевые усилия определяются для нижнего и верхнего опорных колец и для нескольких промежуточных параллелей вблизи сечения, где ожидается перемена знака кольцевых усилий. Вычисленные усилия от раз-
1 Си. Оболочки Ф. Дишингера, изд. 1932 г.
КУПОЛЫ
591
ных случаев вагружения суммируются для получения максимальных величин, по которым производится подбор сечений.
Пример 2. Расчет тонкостенного купола ‘над зданием газгольдера для Березниковского химкомбината фиг. 10 15.
а Размеры купола
D 32,50 м; стрела 7,20 м, радиус сферы Л 21,75 м, отверстие фонаря Dt 4,50 м, половина центрального угла 4824', cos ц 0,665.
Проект разработан в Гипрохиме инж. Мщшвицким Р. В.
б Нагрузки симиетоичные
Собственный вес.
Кровля рубероидная по пергамину и клебемассе. 15,0 кгм
оболочка 0,07x600.42,0 Итого 57,0 кгл2
По всему куполу:
Qg 2лВ 1 cos р д
2л 21,758 1 - 0,665 57 56 600 кг.
НиЖний слой опалубки из гнутых досок 2х1б
, Второй слой опалибки из гнутых-досок 2x16
Стыки досок Шюпалцбки Ребра купола
Ибсой настил иэ досок 216
Накладки иэ Ъхслоед пергамина шир 18
Утепление карниза пористым бетоном
Стыки досок опалубки
иэрлатные брусъь i х 16 0 притык
Железобетонное Iкарнизное кольца
Опалибка карниза из досок 4 U
Фиг. 11 Ободочка у нижнего опорного кольца
■592
К. П КАШ КАРОВ
Второй слой опалибки из гнутых босок 2x16 v
Фиг. 12. Оболочка у верхнего кольца
Рубероид
Верхний косой ндстил 2-й спой опалибки
Тцг. 14. Прикрепление кольцевых настилов к меридиональным ребрам
Пробельное Железо
хНиЖнее кршкало
Фиг. 15. Примыкание меридионального ребрак верхнему опорному кольцу
КУПОЛЫ
59 г
Ребра купола:
82 16,5 0,16 0,12 600 15 500 кг фонарь:
1200
Итого 73 300 кг,
Снеговая нагрузка по вакону cos р: рс 150 кгм2;
Qe лгаре п 16,25 150 125 000 кг. Полная нагрузка на купол:
Q 200 000 кг.
в Расчет основных элементов
Распор, передаваемый опорному кольцу. Максимальный распор:
Я' -
2 яг
Qi ctg 200 000 ctg 48 24' м no
- 2лг 6,28-16,25 Максимальное растягивающее усилие в опорном кольце:
iV Я'г 1735 16,25 28 160 кг.
Принято железобетонное кольцо сечением 60 х X 30 см.
Усилие в меридиональном ребре купола при 82 ребрах:
'Г' Q__ 200 000 о обо кг
1 n Sin 9 82 sin 48 24' “ bU
Необходимая площадь смятия мауерлата поперек волокна под ребром:
см‘.
Принято ребро из трех досок 4x16 см, причем средняя доска имеет шип размером 4x6 см.
Усилия в параллелях определяются по формуле:
Тп. RZ Т
1
где Z радиальная компонента внешних сил;
Тг меридиональное усилие на 1.м.
В пределах между фонарным и опорным кольцами можно принять:
Z q cos р
Сг,_„ , 0,16 0,12 600 82 „х_.
57 cos р.2175 g9
150 cos2 р 57 cos р 8 ctg р 150 cos2 р; Для
р 48 24'
имеем:
Z 57 0,665
8 1,13 150 0,44 133,35 кгм;
Т2 113,35 21,75 3 260 1,245
150 кгм,
Усилие растяжение; гвоздевые соединения в параллелях поставлены конструктивно.
Сжимающие кольцевые усилия Т2 в верхней части купола воспринимаются торцами досок.
В зоне фонарного кольца усилия:
Qq
Тг
1 200 2 400
2яг sin tp 6,28 2,35 sin 6 кгм,
где 2 400 кг снеговая нагрузка фонаря;
Z 57 0,99 8,05 9,5 150 0,98 280 кгмг;
Тъ 440 3 640 кгм сжатие.
J3 фонарном кольце действует сжимающее усилие:
Тгг 2 440 2,25 5 500 кг.
Сечение кольца назначено конструктивно.
Растягивающие кольцевые усилия Тг определяем от снеговой нагрузки, изменяющейся по вакону:
РРе cos2 q 150 COS2 р.
Нагрузка от снега по всему куполу:
Qc 105 000 кг;
Q Qc Qg 000 73 300 180 000 кг.
Усилие в одном ребре:
180 000
гтур ___ 180 000
1 82 sin 48 24'
2 960 кг.
82 -0,746 Кольцевые усилия:
Т2 ZR Тг
57 cos р 8,05 ctg р 150 cos8 р R Тг для д 48 24' имеем:
Z 57 0,665
8,05 1,13 150 0,295 91,5 кг'м;
Т2 91,5 21,75 2 960 1 990 2 960 970 кгм.
Для воспринятая этого растягивающего усилия необходимо гвоздей 0 2,6 мм, I 70 мм:
при ширине досок опалубки 16 см число гвоздевых срезов в доске должно быть:
46 16
тп
100
8.
Все полученные усилия настолько незначительны, что гвоздевой забой и прочие элементы купола назначены конструктивно.
5. Ребристые оболочки вращения
Общая характеристика
Ребристые куполы-оболочки развились из тонкостенных оболочек и применяются для больших пролетов, когда для повышения устойчивости оболочки необходимо придать меридиональным ребрам бблыиую жесткость.
Помимо того такие жесткие ребра служат монтажным скелетом при возведении купола, распределяют сосредоточенные нагрузки на оболочку и воспринимают изгибающие моменты, которые могут быть значительными при несимметричной нагрузке, наличии вырезов в оболочке и в других случаях.
Кольцевой и косой настилы устраиваются так же, как и в тонкостенных оболочках.
Ребристые куполы-оболочки рассчитываются по тем же методам, что и тонкостенные оболочки.
694
К. П. КАШКАРОВ
Для воспринятая меридиональных усилий между жесткими ребрами ставятся промежуточные ребра из трех-четырех досок плашмя.
Пример 3. Купол Симоновского дворца культуры в Москве1 фиг. 46 22.
а Конструкция
Купол перекрывает зрительный вал вместимостью в 4 ООО человек и имеет подвесной акустический потолок. Часть купола срезается сценой театра, причем возможность передачи горизонтальных усилий на сцену исключена. Диаметр купола равен 59,0 м при высоте подъема 15,3 л, т. е.
_L 1
D 59,5 4
косяков фиг. 21. Промежуточные ребра не доходят до верхнего кольца и воспринимают меридиональные усилия от кольцевого настила через гвозди.
Основные и промежуточные ребра в срезанной части передают на железобетонную стенку сцены только вертикальные составляющие. Деталь опирания показана на фиг. 22.
Кольцевой настил состоит из брусков 4,0 Х4,0 см, сшитых гвоздями по всей поверхности купола в сплошную оболочку. В срезанной части поверх основного настила устроен дополнительный пояс шириной 1,5 м. Фибролитовое утепление подшито снизу гудронированной фанерой. Осушающий режим конструкции обеспечивается сплошными кольцевыми щелями в железной кровле купола.
Для уменьшения пожарной опасности предположено всю внутреннюю поверхность купола
Подвесной потолок Фиг. 16. Купол Симоновского Дворца культуры
Основные, жесткие ребра купола, расположенные через 6,0 м по опорному кольцу, составного сечения с фанерной стенкой 2, имеют серповидную форму с наибольшей высотой сечения h 1,15 м, т. е.:
h 145_ __1_
D 59,5 52 Максимальная высота сечения ребра остается постоянной для всех ребер купола, включая и срезанную часть последнего, в которой ребра соответственно изменены по длине фиг. 19. Эти ребра являются монтажным скелетом купола; конструкция ребра показана на фиг. 18 и 19.
Между основными ребрами поставлены кольцевые связи, состоящие из парных прогонов и подкосов к ним. Связи служат опорами для промежуточных ребер во время монтажа и обеспечивают устойчивость нижних поясов основных ребер. Для придания кровле купола кривизны под ребрами между досками прогонов вставлены прокладки. Промежуточные ребра II и III состоят из трех досок, сшитых гвоздями.
В ©резанной части купола все промежуточные ребра составного сечения с фанерными стенками.
Ребра в несрезанной части опираются на железобетонное кольцо, воспринимающее распор купола фиг. 20. В верхней части купола основные ребра опираются на кольцо, составленное из
1 Проект разработан в 1933 г. в СДК ЦНИПС инж. Свенцицким Г. В.
2 Возможность применения фанеры, как и в других случаях, обусловливается полным исключением опасности увлажнения ее при возведении и эксплоатации.
и ребра, а также деревянные части подвесного потолка покрыть огнезащитной силикатной краской.
Подвесной акустический потолок состоит иэ радиальных дощатых ребер, расположенных под ребрами купола и подвешенных к ним при помощи тяжей 0 12 мм. На ребрах нашиты лекальные шаблоны для устройства софитов. Снизу дана подшивка из колотых досок для нанесения штукатурки.
б Принцип расчета
Основным затруднением в расчете этого купола было нарушение цельности оболочки срезом в месте примыкания к сцене. В качестве первого приближения приняты следующие предпосылки.
1. В несрезанной части купола меридиональные и кольцевые усилия определяются без у,чета нарушения цельности оболочки, т. е. по обычным формулам теории оболочек вращения для симметричной нагрузки.
2. Меридиональные усилия цельной оболочки в местах примыкания купола к сцене направлены по касательной к окружности меридионального сечения данного ребра. Эти меридиональные усилия раскладываются на составляющие: 1 вертикальную, воспринимаемую вертикальной железобетонной стенкой, и 2 по хорде ребра купола, вызывающую в ребре изгибающий момент.
3. Кольцевые усилия у среза купола приложены по касательной к окружности горизонтального сечения купола. Эти усилия раскладываются сначала в плоскости горизонтального сечения на составляющие: 1 в направлении ребра
КУПОЛЫ
КолЬцебоа настал иэбрускоб 44
чНосой настил кa docoh 1,9 ХЮ
Ребра
NVA
ПрогонЫ парное ЪЪ2
ПрогонЫ парчЫе ЬЪ2
5152
,5tSj2
ьъг
Ь'Ъ2
P.NW P.N4 RHVI P.NWl P.miNIX УХ АХ А'ХИУХШ
Сплошной мостил 4
на шир 150 сберху колЬцебоео настила
Фиг. 17. Купол Оямоновскоро Дворца культуры
Фиг. 18. Фасад ребра к фиг. 17
Сечение Г-1
■-
Сечеыие И-и
А
0.6
аз
Фа
- И 0.6 йо.3
гФанеро
а
Фиг. 19. Поперечное сечение ребра и поперечные связи жесткости к фиг. 17
КУПОЛЫ
59
Кровельное железо
Кобылки из досок о-А-черезЖ '
Косой насп.ил JR9
КопьцеЬоо настил из бруоечкоб 44
Отеплитель -2 слой срибролита
Iидоониробаннст фанера У0,3
Рибероид 5 слоеб
Анкво Ф6 ;t-60
Фиг. 20. Опиранве ребер в несрезанной части к фиг. 17
598
К. Я. КАШКАРОВ
по меридиональному сечению и 2 параллельно железобетонной стенке. Последняя составляющая воспринимается стенкой и специальным параллельным поясом из досок. Меридиональная составляющая кольцевого усилия раскладывается далее по п. 2 в направлениях: 1 хорды данного
Холодный продух
Фиг. 22. Опирание ребер в срезанной части на вертикальную стенку к фиг. 17
ребра и 2 вертикально. Составляющая по хорде дает в ребрах дополнительный изгибающий момент, складываемый с моментом в ребре от меридиональных усилий, а вертикальная составляющая воспринимается железобетонной стенкой.
4. Возникающие сдвигающие усилия воспринимаются косым настилом и кольцевой оболочкой купола, сшитыми гвоздями в одно целое.
Ребра, примыкающие к сцене, рассчитывались на изгибающие моменты, определенные по вышеуказанному способу. В остальной части купола очертание ребер принято таким же. Кроме того основные ребра проверены на усилия от монтажных нагрузок.
в Технические показатели проекта
1 Приведенная толщина оболочки без конструкции подвесного потолка 11,3 см;
2 расход металла по отношению к полному весу купола без потолка 2,85;
3 расход дерева на 1 ла плана 58,3 кгмг;
4 расход металла на 1 м плана 1,71 кгм.
6. Прочие типы куполов
К числу предложенных в последнее время новых конструкций относятся:
а кольцемассивный купол;
б полусборный купол из меридиональных треугольников;
в сборный купол из отдельных блоков.
1 Кольцемассивный купол1
Особенностью кольцемассивного купола является равномерное распределение материала по всей толще, ограждения, так что дерево, воспринимая усилия конструкции, является в то же время единым термоизолятором ограждения фиг. 23 25.
Кольцевой слой купола образуется постепенной укладкой досок плашмя по параллелям купола. Каждый последующий слой перекрывает стыки досок предыдущего слоя и пришивается к фанее уложенным слоям гвоздями.
Ширина досок назначается главным образом иэ теплотехнических соображений. Длина досок зависит от радиуса сферы и величины допускаемого углубления в рифленой поверхности купола изнутри. Толщина досок должна быть в каждом слое одинаковой и наибольшей внизу купола. Доски изгибаются только по меньшей высоте для плотной укладки на коническую поверхность предыдущего слоя. Изнутри вся поверхность купола получается рифленой без выступающих углов.
Ребра, состоящие из отдельных звеньев длиной 3 6 м, и меридиональные доски постепенно пришиваются к кольцевому слою сверху во время возведения купола.
Форма купола желательна сферическая. Кольцемассивный купол возводится без коренных лесов и центральной мачты. Положение каждой укладываемой доски кольцевого слоя контролируется гибким или жестким радиусом воробой из центра сферы или центра плана купола если центр сферы недосягаем. В последнем случае величина радиуса меняется для каждого слоя оболочки.
Назначение ребер то же, что и в обыкновенной ребристой оболочке. Меридиональные доски воспринимают меридиональные усилия. Если меридиональные доски будут покрывать наружную поверхность оболочки сплошным слоем, то толщину меридионального слоя можно учесть в теплотехническом расчете оболочки.
Перед сдачей сооружения в эксплоатацию должна производиться обработка внутренней поверхности купола.
Положительными свойствами кольцемассивного купола являются:
1 возможность возведения бев коренных лесов;
1 Предложено инж. Кашкаровым К. П. в 1934 г
КУПОЛЫ
599
доски 5-3
Фиг. 23. Кольцемассивный купол D 60
23 2.33 233
Фиг. 24. Кольцемассивный купол
КУПОЛЫ
601
2 возможность применения низкосортных лесоматериалов и лесных отходов на строительстве;
3 отсутствие выступающих частей конструкции внутри помещения;
4 высокие противопожарные свойства.
В 1934 г. на Московском госипподроме был построен кольцемассивный купол D 20 м. Ребра жесткости сделаны в виде арок Делорма фиг. 26 и 27.
Стальная проволока
V ф 0,8
Фи. 25. Охема производства работ по возведению кодьцеиассивного купола
диональных усилий, вертикальные же используются для бокового освещения. Возможность бокового освещения является большим преимуществом предложенной конструкции по сравнению с купольными оболочками.
Сборный купол1 фиг. 29 собирается из отдельных кольцевых блоков, еоединяемых при помощи задвижного пазо-шипа с последующей прошивкой соприкасающихся брусков гвовдями.
Фиг. 26. Кольцемассивный купол Z 20 jk на I Госипподроме в Москве
2 Полусборные и сборные куполы
Применение принципа сборности наметило следующие возможности конструкции полусборного и сборного куполов.
Полусборный купол фиг. 28 состоит йз жестких меридиональных треугольников , устанавливаемых при помощи временных креплений с последующей укладкой кольцевого настила по наклонным наружным сторонам треугольников. После замыкания кольцевого настила одного яруса может производиться установка следующего. Внутренние наклонные стороны треугольников стыкуются для воспринятия мери-
1 Предложен инж. Мильвицким Р. В. в 1932 г.
Сборные ребра состоят из отдельных частей соединяемых последовательным наращиванием на половину длины элемента. Сплоченное ребро имеет сечение из двух частей, одинаково воспринимающих меридиональные усилия оболочки. По параллелям купола укладываются блоки с готовым утеплителем, кровлей и пароизоляцией, также с перекрытием стыков предыдущего слоя. Кольцевые блоки пересекают стенку ребра черезодин слой.
Взаимное расположение ребер и кольцевых блоков может быть рае лично; бруски ребра могут
1 Предложен инж. Кашкаровым К. П. и инж. Свенцицким Г. В. в 1933 V., опытной проверке' не подвергался.
x'iQ
К. П. КАШКАРОВ
а
Фиг. 28. Ступенчатый полу сборный купол
КУПОЛЫ
воз
быть снаружи, внутри или смещены в какуюнибудь сторону по отношению к толщине кольцевых блоков.
В холодных куполах и куполах, покрываемых другим кровельным материалом, применяются сквозные блоки без обшивок.
7. Производство работ
При возведении куполов-оболочек применяется обычно следующий порядок производства работ:
а заготовляются на юемле ребра купола;
б укладываются и укрепляются на железобетонном кольце креозотированные мауерлаты с прокладкой двух слоев толя;
в устанавливается на подмостях нижняя часть фонарного кольца купола;
г поднимаются и устанавливаются ребра купола попарно с диаметрально противоположных сторон; на время установки ребер фонарное кольцо раскрепляется;
д укладывается верхняя часть фонарного кольца и сбивается гвовдями или стягивается болтами с нижней частью кольца; устанавливается фонарь;
должно быть обращено особое внимание на временное раскрепление ребер помощью тросов, канатов и расшивок. Таким образом возведены большие купола в Саратове и Иванове фиг. 30.
Недостатком такого способа возведения является значительная трудоемкость работ по подъемке и закреплению гибких и громоздких ребер, и поэтому экономически может оказаться более выгодной сборка куполов с коренных лесов.
Более совершенным способом являются подъем и установка спаренных ребер. Внизу ребра попарно соединяются элементами кровли и поперечных поясов и временными расшивками, образуя готовою часть покрытия с кровлей, термо-
Ртоерспля Ввд блокод
фанера
а
Кровельная фанера
КроВепьная или гидр минованная фанера МериОиан
е6ро
б
Фанерные стеннь
toucku никнег блока
ски берхнегв блока
г
Фиг. 29. Сборный купол из отдельных кольцевых блоков
в производятся последовательная обшивка сдоев купольной оболочки и кровельные работы;
ж производятся подшивка утепления и раскружаливание подмостей с разборкой лесов.
Доски купольных обшивок в целях механиэации работы целесообразно заготавливать внизу по специальным шаблонам.
Для плоскостных ребристых куполов и ребристых оболочек возможнб производство работ без коренных лесов. Отдельные ребра поднимаются и устанавливаются на свои места. Вверху ребра опираются на кольцо, установленное на центральной мачте. При этом способе работ
изоляцией и отделкой всего сферического сектора. Подъем и установка подобного сектора благодаря обеспеченной устойчивости ребер менее трудоемки.
Примером такого производства работ могут служить деревянные подмости для железобетонного купола театра в Новосибирске К
ЛИТЕРАТУРА
1. Дишингер Ф., Оболочки и куполы, 1932 г-
2. Проф. Новодворский В. Э., Курс тео. рии сооружений, часть спец., вып. 1, Оболочки, 1 Статические задачи, изд. АКНИ, Баку 1932 с.
См. т.- IV, стр. 350 351.
60i
К. Я. КАШКАРОВ
1
Фиг. 30. Возведение купола в г. Иванове
3. Геккелер П. В., Статика упругого тела, ОНТИ, 1934 г.
4. Проф. Новодворский В. Э., О так называемой безмоментной теории оболочек, Строит, пром. N 1, 1933 г.
5. Prof. Dr. Steurmann Б., Berechnung der Kuppeln als Bogen auf elastischer Unterlage, Der Bauingenieur, 1933, H. 2122.
6. Инж. Соколов, Расчет куполов, Инженерный журнал 1906 г.
7. JI ахтин , Расчет арок и сводов, 1911 г.
8. КерстенМ., Современные инженерные деревянные конструкции, Гострансиздат, 1932 г.
9. Иванов В. Ф., Деревянные конструкции гражданских сооружений, ч. 1.
10. Пастернак П. Л. и Матэри Б. Ф., Конструкция большого театра в Новосибирске монтаж лесов для железобетонного купола, Проект и стандарт ’ 1, 1935 г.
11. Клейменов Б., Постройка купола кружсетчат. купол Строит, пром. 9, 1935 г.
12. Инж. Лопатин Б., Постройка здания Гос, цирка в г. Иванове дерев, купол, Строит, пром. 11934 г.
13. Инж. Мильвицкий Р. В., Опыты проектирования новых строительных конструкций для зданий химических заводов дерев, ку полы-оболочки, Химстрой 9 10, 1931 г.
14. Инж. Мильвицкий Р. В., Опыты проектирования новых строительных конструкций для зданий химических заводов расчет цилиндрической оболочки и примыкание ее к по луку полу, Химстрой 4, 1932 г.
15. Инж. Кашкаров К. П., Новая конструкция деревянного купола кольцемассивный купол, Проект и стандарт, 1936 г.
16. Инж. Кашкаров К. П., Безреберный купол, Научно-технический отчет ЦНИПС, 1934 г.
17. Инж. Свенцицкий Г. В., Технический проект деревянного ребристого купола Дворца культуры в Ленинской слободе Москва, Научно-технический отчет ЦНИПС, 1933 г.
РАЗДЕЛ ПЯТЫЙ
КОНСТРУКЦИИ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
Доц. Г. А. ЦВИПГМАН
I. НАВЕСЫ И САРАИ
1. Общая технике- экономическая характеристика
Деревянные навесы и сараи представляют собой специальную группу деревянных сооружений, весьма разнообразную по схемам, конструктивным решениям, габаритам и по возможному эксплоатационному использованию. Они широко применяются во всех отраслях народного хозяйства и в большинстве случаев являются характерными представителями простейших инженерных деревянных сооружений.
Навесы применяются главным образом только для защиты от атмосферных осадков снега и дождя определенного участка земли, почему и представляют собой в основном кровельное покрытие, опирающееся на ряд стоек. К навесам следует отнести открытые перронные покрытия, свободно стоящие покрытия трибун для публики в спортстадионах, собственно навесы для хранения разных материалов и оборудования, так называемые козырьки для защиты разного рода входов и вводов в помещения и т. п.
Сараи ограждают пространство не только сверху, но и с боков путем устройства наружных стен.
Сараи предназначаются для хранения разного рода инвентаря и материалов и как помещения для птиц и скота. К этой группе следует отнести пакгаузы и сараи для хранения сырья, полуфабрикатов и готовой продукции промышленного и сельскохозяйственного назначения.
В практике чаще всего применяются простейшие деревянные конструкции навесов и сараев, собираемые на месте из отдельных бревен и досок и скрепляемые обыкновенно простейшего типа врубками, болтами, скобами и гвоздями. Только навесы особого назначения для самолетов и автомобилей, летние театры и т. п. при значительных габаритах сооружения осуществляются в инженерных формах деревянных конструкций.
Элементы, воспринимающие вертикальную нагрузку от перекрытия навеса или сарая стойки, осуществляются обычно в дереве или камне.
Применение каменных и железобетонных несущих столбов в сочетании с легкими деревянными покрытиями навесов и сараев для капиталь
ных сооружений во всех отношениях целесообразно и должно считаться основным решением-
Для обеспечения боковой устойчивости сооружения следует стремиться к использованию жесткости наружных и внутренних стен или перего родок здания. Наличие стенок-диафрагм осо бенно желательно в протяженных и многопролетных схемах. Они могут быть бетонно-каменными или деревянными. Устойчивость отдельных секций между поперечными диафрагмами при шарнирных опорах стоек этих секций может обеспечиваться кровлей, которая в этих случаях рассматривается и должна быть сконструирована тоже как жесткая диафрагма, работающая в горизонтальной плоскости и заанкеренная в соответствующих бетонно-каменных или деревянных поперечных стенах.
Закалывание деревянных стоек в землю или заделка их в бетонно-каменные массивы, часто применяемые в целях придания устойчивости сооружению, не могут быть рекомендованы, поскольку загнивание деревянных стоек в месте выхода из эемли при переменном воздействии тепла, воздуха и воды почти неизбежно. Примитивное закапывание стоек допустимо только в сооружениях ограниченного срока службы до 1 2 лет. В более капитальных сооружениях наружные части закапываемых деревянных элементов, находящиеся в пределах переменного воздействия влаги, должны покрываться фтористо-натриевыми бандажами.
В сооружениях типа навеса следует отдавать предпочтение консольным решениям, обеспечивающим некоторую ващиту от косого дождя деревянным крайним опорам.
По количеству пролетов в поперечном сечении навесов и сараев различают нижеследующие основные группы: 1 однопролетные, 2 двухпролетные, 3 трехпролетные и наконец 4 миогопролетные.
Однопролетная схема характерна для сооружений небольших масштабов с малыми габаритами. Двух- и трехпролетные схемы обслуживают средние габариты и чаще других встречаются в строительной практике. Многопролетные навесы и сараи в строительной практике применяются только в складских хозяйствах больших размеров. Применяются они значительно реже, потому
606
Г. А. ЦВИНГМАН
что требуют устройства верхнего света и специальных мероприятий по удалению снега.
Продольные и поперечные огнестойкие зоны затрудняют обслуживание грузоподъемными средствами средних пролетов сооружения, удорожая таким образом само сооружение, его оборудование и эксплоатацию.
В зависимости от величины каждого ив пролетов различают: 1 малопролетные схемы навесов и сараев до 2 3 м в свету, 2 среднепролетные до 5 6 м, что соответствует нормированной длине лесоматериалов, и 3 большепролетные схемы от 8 до 50 м. Малопролетные решения наиболее характерны для сушильных навесов и сараев. Высушиваемые материалы приходится выдерживать на специальных стелажах, стойки которых иногда с успехом могут быть йспользованы как опорные стойки покрытия.
Нормальная длина лесоматериалов является основной причиной того, что деревянные навесы и сараи пролетом в 5 7 м встречаются чаще других типов.
В зависимости от типа нагрузок различают навесы и сараи, воспринимающие только собственный вес и незначительные нагрузки от снега и ветра, и навесы и сараи, которые несут помимо того дополнительные нагрузки от кошек, кранов, транспортеров.
При расчете навесов и сараев основная нагрузка принимается с учетом снеговых мешков. Учет односторонней снеговой, ветровой и полезной нагрузки от кошек и кранов обязателен как в открытых, так и в обшитых свободно стоящих навесах и сараях не только больших, но и малых масштабов.
В зависимости от эксплоатационных сроков использования различаются навесы и сараи:
1 временного значения, полезный срок службы которых определяется всего несколькими месяцами, и
2 постоянного характера, капитальные постройки, находящиеся в эксплоатации в течение ряда лет или даже десятков лет.
Навесы первой группы относятся обычно к IV классу сооружений, в то время как вторые могут быть отнесены к III классу.
Сборно-равборные решения навесов и сараев применяются преимущественно во временных постройках в расчете на многократное использование их в разных местах одной или даже нескольких строек.
При выборе кровельных материалов для покрытия навесов и сараев следует иметь в виду следующие соображения.
Из рулонных кровельных материалов рубероид, рассчитанный наЮ и более лет эксплоатации, должен применяться только для покрытия стационарных навесов и сараев. Временные навесы и сараи при наличии только одинарного дощатого настила должны иметь уклон не менее 20 и обычно покрываются толем с перекрытием продольных нормально к карнизу швов рейкой или горбылем. Сборноразборные навесы и сараи военно-полевого типа нередко покрываются брезентом по жесткому деревянному каркасу. Мелкоштучные кровельные материалы этернит, черепица, щепа и т. п. для сборно-разборных решений непригодны ввиду трудоемкости их настилки, связанной с большой затратой времени. Значительно лучше в этом отношении крупноштучные кровельные материалы, позволяющие одним элементом перекрыть сразу не менее 1 и2 площади покры
тия навеса или сарая. К этой группе кровельных материалов относятся плоская и волнистая асбофанера, специальная кровельная тольфанера проф. Алексеева и особенно специальные кровельные щиты, заранее заготовляемые и укладываемые в покрытии как ограждающие и вместе с тем как рабочие элементы. Величина наклона и количество плоскостей скатов кровли определяются прежде всего кровельным материалом. Обычно кровельные покрытия навесов и сараев имеют уклон от 5 до 50. Только при необходимости использования чердачного объема помещения и при мелкоштучном кровельном материале целесообразно иметь схему е более крутой кровлей с наклоном около 100. Односкатные и двускатные схемы деревянных навесов и сараев получили на практике значительно большее применение, чем многоскатныё, применяемые лишь в многопролетных схемах. Навесы всегда имеют холодные покрытия; сараи в зависимости от назначения могут иметь как холодное, так и утепленное покрытие.
Способ освещения внутреннего полезного пространства прежде всего зависит от схемы сооружения: в однопролетных и двухпролетных сараях и навесах преобладает боковое освещение, в многопролетных решениях при значительной ширине в поперечном сечении сараев и навесов иногда возможно устройство верхнего света в виде фонарей. В некоторых случаях сараи могут освещаться через дверные проемы, когда они открыты. Деревянные навесы и сараи, как правило, имеют наружный отвод с кровли атмосферных осадков, только в многопролетных решениях иногда применяется хорошо утепленный внутренний отвод дождевых и талых вод.
2. Однопролетные решения навесов и сараев
Схемы основных типовых конструкций однопролетных деревянных навесов и сараев изображены на фиг. 1. Рассматриваемая группа характерна многообразием возможных конструктивных форм. Схемы расположены в порядке последовательной сложности конструктивного решения.
Тип первый деревянного навеса или сарая представляет собой простейшую конструкцию в односкатной кровлей и консолями и может иметь несколько вариантов. Стойки ив круглого леса фиг. 2 устанавливаются по главным осям с шагом S.
После выверки и наложения верхней обвяэки стойки закапываются на глубину h и хорошо затрамбовываются. У поверхности вемли в постоянных навесах и сараях обязательно применение консервирования последующего действия в виде бандажей. Небольшая вертикальная сила, действующая в стойке, может быть передана в плотных грунтах непосредственно череэ торец, при слабых грунтах стойку необходимо установить на подкладку в виде коротыша, доски, бревна или, что лучше, на поетелистый бутовый камень. Верхние обвязки прогоны иэ круглых бревен устанавливаются непосредственно на верхние торцы стоек и скрепляются с ними скобами фиг. 3; стыки обвязок решаются косым прирубом. Поперечные балки стропильные ноги кладутся непосредственно на прогоны и крепятся к ним разворотными скобами. Рабочий настил устраивается иэ горбылей реек или досок; на него непосредственно ложится
НАВЕСЫ И С4РАИ
60Г
кровля. Прогоны могут быть также сконструированы из досок фиг. 4, которые крепятся гвоздями или болтом по обе стороны стойки с расположением стыков вразбежку. В таком случае и стропильные ноги лучше делать из досок, укрепляемых гвоздями к вкладышам, защемленным в виде прокладок в парном прогоне фиг. 5. Конструкция рабочего настила зависит главным образом от типа кровельного материала. Рулонные и хрупкоштучные кровельные материалы неизбежно требуют сплошной палубы.
В статическом отношев 'и данная схема представляет собой совокупность элементарных балок и защемленных в земле стоек. Этот тип навеса разработан до состояния проекта стандарта, с учетом стандартов лесоматериалов и габаритов схемй.
В сараях стены могут иметь разное констуктивное решение, однако более рекомендуемым тйпом, как показала практика, следует признать простую обшивку горизонтальными досками, прикрепляемыми к стойкам гвоздями с перекрытием попольски самих досок в целях предотвращения протекания воды внутрь сарая фиг. 6.
Второй тип фиг. 1 имеет в покрытии несущую балку двутаврового сечения с перекрестной стенкой на гвоздях и со скошенными консолями. Заменяя деревянные стойки железобетонными и каменными столбами, получим вариант, осуществленный у нас в Союзе во многих местах в сооружениях третьего и четвертого класса.
Третий тип фиг. 1, детально изображенный на фиг. 7, был впервые осуществлен за эти годы на некоторых строительствах и исе пользован как временнымастерские и цеха по изготовлению различных элементов сборных железобетонных конструкций. Применение тавровых балок с прикрепленным по середине пролета монорельсом для кошки оправдывается увеличенным пролетом сарая. Конструкция работала в течение двух лет весьма удовлетворительно, после чего была разобрана, и тавровые балки были установлены в покрытии здания как рабочие элементы.
Четвертый тип фиг. 1 представляет собой поставленные через 2 м рамы с ватяжками, целиком сконструированные ив теса на гвоздях фиг. 8. Навес этой конструкции является переносным, он собирается секциями длиной 6 8 м каждая. Пространство над затяжкой может ©лужить местом для склада лесоматериалов, низ используется для временных производственных целей. Навес был построен в двух местах; при много
кратной перестановке пришлось весь разорвавшийся толь заменить кровельной толь-фанерой, что увеличило к тому же пространственнуюжесткость сооружения. В случае вагрузки верхнего яруса досками для просушки ноги навеса должны быть скреплены крестами в продольном направлении, хотя бы в крайних пролетах.
Пятый тип фиг. 1 представляет собой весьма своеобразную конструкцию, изображенную на фиг. 9 12. Навес работает как двухшарнирная рама; каждая нога рамы в основном состоит и®
четырех стоек, расходящихся кверху, образу опрокинутую пирамиду. Две внешние стойки находятся в вертикальной плоскости, внутренние стойки поставлены в наклонной плоскости. Тесовая кровля пришивается непосредственно к четырем продольным прогонам, связанным состойками. В то же время тесовая кровля является рабочим элементом, заменяющим собой гнутый ригель рамы.
Отдельные тесины пришиваются вразбежку в перекрой с напуском фиг. 9 и с каждой стороны имеют специальные желобки, которые должны предотвратить затекание дождевых вод внутрь навеса. Вся конструкция одной секции шарнирноопирается на землю в четырех точках.
L
Л J
1
ф777К
r
У
4-
1
У
-3 -
T'-l
Г
Фиг. 1. Схемы однопролетных навесов
ш
Г. А. ЦВИНГМАН
На фиг. 10 изображен навес рассматриваемого типа в нормальных проекциях; на фиг. 11 и 12 отдельные конструктивные его детали. Та же схема в виде плоских двухшарнирных рам с гнутым ригелем-кровлей может быть 'гакжё использована и для сараев, продольная устойчивость оторых обеспечивается подкосами в плоскостях
j j Нробля тес, черепица, драньJ
SSfZ.
Фиг. 2. Простейший односкатный навес
продольных стен, имеющих нормальную гори зонтальную обшивку. Навесы и сараи рассматриваемой конструкции иэготовляются отдельными секциями, которые, как показала практика, довольно легко переносятся в пределах территории строительства. По миновании надобности в навесе или сарае последний легко разбирается, а лесома-
'Чг
рам двутаврового сечения с перекрестной стенкой на гвоздях. Эта конструкция может быть рекомендована главным образом для навесов и сараев большого масштаба, для складов и т. п.
3.0-6.0 1
1ЙП
II.
II
II
11
II
11
m
териал используется для других целей.
Шестой тип навеса фиг. 1 представляет собой трехшар-
Фиг з Соединение НИРНУЮ схемУ’ сконструиробревеэтатырого- ванную на гвоздях из тесин нов со стойками к или досок. Ригель рамы соФиг.2 стоит из трех-четырех досок, ноги из двух-трех досок, скрепляемых помощью гвоздей. Навес изготовляется отдельными секциями, причем особое внимание обращается на раскрепление ног в продольном направлении. Этот навес был осуществлен на ряде строительств и выявил себя с положительной стороны.
Седьмой тип характеризуется применением в качестве несущей конструкции двухшарнирных
Толь-фанера
Фиг. 4. Односкатный навес с дощатыми прогонами
Восьмой тип в виде трехшарнирных арок сплошного сечения фиг. 1 и 13 был осуществлен ва эти годы на ряде строительств: под сараи для склада эемли, сараи-гаражи на 20 50 машин, тракторные сараи и пакгаузы.
Девятый тип фиг. 1 имеет трехшарнирную конструктивную схему и двутавровое сечение с перекрестной стенкой на гвоз-
1
Фиг. ь. Соединение дощатых прогонов со стойками к фиг. 4
Фиг. 6. Обшивка стоек досками
дях; благодаря наличию консолей эта схема еще более подходит для покрытия навесов. Такие навесы возведены как перронные покрытия и пакга
НАВЕСЫ И САРАИ
600
Фиг. 7. Покрытие навеса тавровыми балками
Сечение 4-
Е
фиг. 8. Дощатая рама двускатного навеза
CIO
Г. А. ЦВИНГМАН
узы на многих железнодорожных станциях. Простота изготовления и монтажа, небольшое сечение рабочих элементов и их компактность, малое влияние осадки опор на крепость сооружения, малый расход материалов и возможность воспринятия сосредоточенных сил от кошек позволяют рекомендовать эти конструкции для навесов и сараев с 10 15-летним эксплоатационным сроком.
размеры и осуществляться в виде свободно стоящих навесов для автомашин, аэропланов и т. п. Два варианта данной конструкции1 пролетом в 20 и 40 м дали по сравнению с другими возможными решениями лучшие технико-экономические показатели.
Двенадцатый тип однопролетного деревянного навеса или сарая фиг. 1, 14 18 представляет
Фиг. 9. Дощатое покрытие навеса к фиг. 10 Пластина
ф 18
Кругляк 16
Фиг. 11. Деталь узла А
Крцгляк ji 13 2 скобы ф 8
Фиг. 10. Конструктивная схема навеса со сводчатой кровлей
Десятый тип фиг. 1 является характерным решением железнодорожных перронных покрытий и состоит ив средней деревянной арки с затяжкой, установленной на каменные или железобетонные стойки, на которые также опираются полуарки, образующие боковые консоли. Эта конструкция была осуществлена ва последние годы во многих местах и имеет хорошую технико-экономическую характеристику.
Одиннадцатый тип навеса фиг. 1 образован консольными сводами-оболочками, лежащими на внутренних диафрагмах в виде железобетонных арок с ватяжкой, опирающихся на железобетонные стойки. При ребристом своде-оболочке рассматриваемая схема может иметь очень большие
Мрцгпнк ф 10
Ьозди 04,5; 6100
ii ■ вариант решения узла 2 на гбоздях
U-A
3 гвоздя 04.5;1йО.
Фиг. 12. Деталь узла В
собой деревянное складчатое покрытие, опирающееся на торцевые деревянные или каменные стены. Навес-сарай этой конструкции 2 пролетом
20,0 м, шириной 11 м был построен и испытан в 1933 г., причем выявилась необходимость на случай несимметричного 8агружения закрепления одного из борюв складки. Покрытие сконструировано в виде двух широких двутавровых балок на сосновых нагелях с разреженной стенкой, образующих наклонные скаты кровли. Поперечная жесткость обеспечивается подвеской ряда распорных ребер из брусьев и пластин
1 Спроектированы автором.
Предложен сотрудником ЦНИПС инж. Наумовым.
НАВЕСЫ И САРАИ
611
фиг.15, работающих подобно ребрам серповидным аркам ребристых сводов-оболочек. Соединение поясов с решеткой показано на фиг. 16, соединение двутавровой балки с рамами на фиг. 17 и 18.
Тринадцатый тип фиг. 1 также имеет складчатое покрытие, но отличается от предыдущего наличием консолей.
Четырнадцатый тип представляет собой однопролетный навес, перекрытый тонкостенным или
3. Двухпролетные навесы и сараи
На фиг. 19 изображены основные типы двухпролетных навесов и сараев. Эта группа менее богата конструктивными формами, однако имеет много возможных сочетаний между собой отдельных конструктивных элементов.
Первый тип фиг. 19 представляет собой обычный навес из бревен и досок с двускатной наклонной кровлей пролетом 3 6 м. На практике
Фиг. 13. Трехшарнирные арки пакгауза
ребристым сводом-оболочкой. При деревянных торцевых стенах устойчивость сооружения обеспечивается работой участков продольных стен А, прилегающих непосредственно к торцевым элементам.
Пятнадцатый тип фиг. 1 отличается от предыдущего наличием у оболочки консолей. Эгот
Фиг. 14. Вид сарая-навеса складчатой системы
тип, так же как и тринадцатый, был применен впервые в покрытиях навесов как опытная конструкция в некоторых колхозах и совхозах.
Ребристым формам сводов-оболочек в покрытиях навесов и сараев больших пролетов следует отдавать предпочтение перед тонкостенными формами сводов-оболочек и перед плоскостенными конструкциями вообще.
часто встречаются двухпролетные деревянныэ навесы и сараи с односкатной кровлей малых пролетов фиг. 19, тип 3, сконструированные ив цельных элементов. В этом навесе имеются два одинаковых по ширине пролета разной высоты, что представляет значительные удобства при эксплоатации. Требованию создания повышенной освещенности в середине общего пролета у среднего ряда колонн удовлетворяет пятый тип навеса фиг. 19 с разной высотой скатов кровли в каждом пролете. В таких навесах необходимо в верхнем покрытии давать карнив большого выноса и у верхнего борта нижнего ската устраивать специальный вертикальный бортик или даже остекленные переплеты, чтобы защитить среднюю часть полезного пространства от косого дождя. Все вышеуказанные типы в конструктивном отношении имеют много общего; однотипные детали их показаны на фиг. 20. Наиболее ответственную в отношении загнивания часть деревянных стоек у поверхности эемли необходимо защитить бандажом. В случае отсутствия антисептиков последующего действия основная стойка не доводится до земли, а защемляется в деревянных или' железных коротышах, зарытых в 8бмлю. Коротыши скрепляются б основной стойкой простой врубкой вполдерева или, что лучше, косым прирубом на болтах, хомутах или специальными накладками. При слабых грунтах коротыши могут забиваться как свал
612
Г. А. ЦВИНГМАН
с последующей обрезкой их для соответствующей врубки. Шов врубки проклеивается гидроизоляцией на гудроне, препятствующей прониканию снизу вверх грунтовой влаги. Коротыши периодически могут быть заменены новыми.
В железнодорожном строительстве для перронных покрытий и навесов широко применяется
типу конструкции необходимо отнести также вариант навеса и сарая, изображенный на фиг. 22, имеющий наелонную стропильную конструк цию с деревянным покрытием и коньковым треугольным фонарем. Нижняя подвальная часть, испольвуемая как складское помещение, перекрывается обычного типа междуэтажными пере-
Поперечные ребра
а
Нонтрофорс. обеспечивающий 1стойчи6опьнесущей торцед. стенки
б
Фиг. 16. Соединение нижнего пояса складки с решеткой
Нагели ТЗГ
болт ф 6
. Прокладки 5х 20х 30 мейдц ЬортоО досками рейер
Продольные элементы УН пластин hi
Фиг. 17. Разрез по нижнему поясу складки
I Поперечные ребра
болты ф 6 мм Прокладки 5 10
Яозди ф 5,5; L Г75 мм
Прокладка не показа на
Фиг. 15. Конструктивная схема сарая
Фиг. 18. Разрез по верхнему поясу складки
двухпролетная схема фиг. 19, тип 7 с двускатной деревянной кровлей с подкосами, поддерживаемая металлическими стойками, сконструированными в виде заанкеренных в бетонных фундаментах етарых отработавших рельсов фиг. 21. Навесы этого типа нередко покрываются не железной кровлей, а этернитовой, асбофанерной, сланцевой или черепичной, часто встречающейся в южных районах СССР. К рассматриваемому
крытиями, например в виде деревоплиты. Разобранные выше четыре основные типа двухпролетных деревянных навесов и сараев применяются только при малых пролетах, не превосходящих длины нормального сортамента лесоматериалов. При больших пролетах двухпролетные навесы могут быть удачно осуществлены с применением в качестве несущих элементов балок двутаврового сечения с перекрестной стен-
Стропильные ноги
НАВЕСЫ И САРАИ
613
ииг. 20. Простейший двухпролетный двускатный навес
614
Г. А. Ц ВИН ГМ АН
Стропильные ноги и. рабочии настил
Прогоны
Фиг. 22. Железнодорожный навес с верхним светом
Суперобмазка и Грубероидная подкладка
Фиг. 23. Соединение стоек с каменными опорами
Фиг. 21. Двускатный навес железнодорожного типа
i
Фиг. 24. Двускатный навес большого пролета
НАВЕСЫ И САРАИ
615
кой на гвоздях фиг. 19, типы 2,4, 6, 8 пролетом 8 0 43,0 м. При конструировании опор этих навесов помимо применения рельсовых коротышей рекомендуется шарнирное опйрание стоек на бетонно-каменные фундаменты с приподнятой на 15 25 см выше уровня чистого пола надежно изолированной пятой фиг. 23.
от друга главным образом архитектурными формами.
Помимо простейших систем фиг. 27, типы 1 7 в трехпролетных схемах вполне применимы рамные конструкции. Средний основной пролет нормально решается в виде трехшарнирной рамы двутаврового сечения с перекрестной стенкой
J
1
ы
1
1
i
Li
Фиг. 25. Железнодорожный навес с внутренним отводом воды
На фиг. 24 показан двускатный навес с наружным отводом воды над стоянкой тракторов и автомобилей. Подобный навес для перронных покрытий, в которых желателен внутренний отвод воды, изображен на фиг. 25. Используя подобные навесы и сараи под временные производственные мастерские, следует нагрузки от легких кранов мостового типа воспринимать епециальными стойками, устанавливаемыми
фиг. 27, тип 8; к ней примыкают по обеим сторонам двухшарнирные Г-образные рамы, могущие иметь также иные размеры, чем средний основной пролет.
На фиг. 28 приведены две конструкции навесов, вторая является более рекомендуемой для значительных перронных покрытий. Основным достоинством рамного типа каркаса двутаврового сечения с перекрестной стенкой на гвоздях
Фиг. 26. Мастерская для изготовления сборных железобетонных конструкций
рядом с основными стойками, несущими кровельное покрытие. На фиг. 26 приведена подобная схема конструкции производственной мастерской для вавода Сборных железобетонных конструкций.
4. Трехпролетные навесы и сараи
Эта группа деревянных навесов и сараев фиг. 27, так же как и предыдущая, имеет несколько конструктивных решений при значительном количестве возможных схем, отличающихся друг
По проекту автора.
для покрытия деревянных навесов и сараев следует считать большую устойчивость всего покрытия, компактность конструктивных форм, повышенную огнестойкость сплошного двутаврового сечения, возможность осуществления сборно-разборных схем и, как показал опыт проектирования, несколько меньший расход пиломатериалов.
5. Многопролетные навесы и сараи
Основные схемы навесов многопролетного типа приведены на фиг. 29. В конструктивном отношении они мало отличаются от двух- и трех-
Г. А. ЦВИНГМАН
Фиг. 27. Схемы трехпролетных навесов
Фиг. 28. Два типа арочных конструкций навесов
Ммвнная брандмауэрная зона она ike зона устойчивости '
Нубероид Защитный настил
Рабочий настил
Стропильные
HOZU
стойки
Фиг. 30. Многопролетный навес с кровлей-диафрагмой при малых
пролетах
I
Т-40
Фдг. 31. Многопролетный навес с кровлей-диафрагмой при больших пролетах
618
Г. А. ЦВИНГМАН
пролетных навесов и сараев. Наиболее характерны для многопролетных деревянных навесов и сараев двускатные схемы с повышенной средней ячейкой. Применительно к складским помещениям пролет с повышенной высотой часто используется для проездов, для производства ряда складских операций и передачи полезных нагрузок с помощью кранов и кошек. В качестве примера на фиг. 30 показана конструкция четырехпролетного деревянного двускатного навеса простейшего типа применительно к складам сельскохозяйственного инвентаря, спроектированная как стандартное решение для массового строительства в совхозах и для машинотракторных станций. На фиг. 31 изображена аналогичная схема четырехпролетного двускатного деревянного навеса большего пролета с несущими
щая легно отводить наружу дождевые воды, имеет преимущество перед двумя первыми. Пра больших вылетах козырьков можно рекомендовать подвешивание их на растянутых металлических тросах по схеме 4. Однако уже при шестиметровом пролете обычно необходима установка ряда стоек, поддерживающих свободные консоли этих навесов схема 5. При необходимости перекрытия еще бблыпих пролетов от
10,0 13,0 м в качестве несущего элемента покрытия могут быть применены балки составного сечения консольного типа по схеме 6. Наличие ряда стоек в этих навесах является с архитектурной точки зрения значительным их недостатком; в этом отношении схемы 7 и 8 являются лучшими. Навесы по типу 7 и 8 могут быть осуществлены при вылете консоли до 15 м.
Фиг. 32. Схемы козырьковых и консольных навесов
балками двутаврового сечения. Особенностью этих конструкций являются деревянные стойки, закрепленные в покрытии, сконструированном в виде жесткой горизонтальной пластинки-диафрагмы и заанкеренной в каменных брандмауерных стенах.
6. Консольные и козырьковые навесы
Основные схемы деревянных навесов козырькового и консольного типа приведены на фиг. 32. Первые три схемы представляют собой простейшие консольно-козырьковые навесы малого вылета в пределах 1 4 м, возводимые обычно над входами и выходами из помещений. Рабочие элементы навесов жестко защемляются в гнездах, оставляемых в наружных стенах. Схема 3 с наклоном покрытия от эдания, позволяю-
Последние три типа 9, 10 и 11 представляют собой характерные примеры свободно стоящих навесов перронного типа, работающих как консоли, защемленные в фундаментном массиве. Каждое эвено навеса состоит иэ пары полуарок с единым анкерным креплением.
ЛИТЕРАТУРА
1. Проф. Карлсен Г. Г. и инж. С л и в и пк и й С. А., Временные складские помещения, Строит, пром. 9, 1933 г., стр. 54 56.
2. Нефедов Г. и Юдин Г., Складское дело, И8Д. Книгосоюз, 1927 г., стр. 256.
3. Положение о складах Военного ведомства.
4. Сатаров, Техника хранения товаров, 1925 г.
5. Бунге Н. X., Товарные склады и варианты.
6. Чупров А. И., Товарные склады и их вначе ние.
7. Селхозстройпроект, Типовые проекты сараев для тракторов, с.-х. инвентаря, склады овощей и т. п., 1930 1934 гг.
СКЛАДЫ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ
619
Инж. Г. А. ШТЕЙМАН
П. СКЛАДЫ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ 1. Общие указания
Значительную долю материалов, хранимых в крытых складах, составляют сыпучие материалы. Несмотря на разнообразие своих технологических свойств, эти материалы позволяют разработать типовые решения конструкций складов. Благодаря развитию механических приспособлений для непрерывного транспортировавания сыпучих материалов в различных направлениях и быстрой их выгрувки перечень материалов, хранимых россыпью, для которых возможно применение этих типовых конструкций складов, может быть значительно расширен.
Рассматривая различные типы складов, можно установить, что ограждающие части склада сыпучих материалов могут получить развитие в вертикальном или горизонтальном направлениях. Соответственно этому различают: 1 горизонтально-про
тяженные склады и 2 вертикально-протяженные склады силосы. Ниже рассматриваются только склады первой группы.
При проектировании складов сыпучих материалов необходимо учитывать следующие специфические требования:
1. При малой емкости погонной единицы склада приходится создавать склады большой осевой протяженности, требующей соответствующей длины транспортных путей. Поэтому следует стремиться к возможному увеличению, емкости погонной единицы длины склада, не превышая при этом допускаемой высоты насыпи. Кроме того при обычных конструкциях складов насыпь большой высоты требует тяжелых подпорных стенок, поэтому необходимо найти склад таких габаритов, который соответствовал бы габариту хранимого материала, не имел бы лишних объемов и при большой емкости имел минимальные размеры оболочки.
Механизация складов один иэ наиболее дорогих его элементов заставляет проектировать такие склады, в которых механизмы работали бы с наименьшим расходом энергии; для этого при складах большой протяженности выгрузка и загрузка должны производиться так, чтобы механизмы, движущиеся в продольном направлении, обслуживали склад по всей его ширине, без добавочного поперечного перемещения материала.
2. Конструкция складов должна допускать возможность расширения склада без нарушения его производственных функций.
3. Стоимость ограждающих частей склада должна ложиться минимальным накладным расходом на стоимость хранимого материала.
2. Основные схемы ограждающих частей
склада
Основные схемы горизонтальных складов сыпучих материалов можно подразделить на д в а основных типа. Тип 1 фиг. 1а представляет собою здание прямоугольного очертания в плане с вертикальными стенами и горизонтальным полом, расположенным на уровне земли; боко
вые стены, несущие кран и воспринимающие распор хранимого в складе сыпучего материала, работают как подпорные стенки. Склад механизируется мощным мостовым краном, снабженным тележкой с грейфером.
Такой тип склада при малых пролетах обладает небольшой емкостью. Увеличение его емкости путем увеличения высоты приводит к чрезмерному утолщению боковых подпорных стенок.
Увеличение же емкости за счет изменения пролета значительно утяжеляет покрытие и конструкцию крана, усложняет и удорожает механизацию и увеличивает расходы по транспортированию материала.
Фиг. 1а. Схема балочного покрытия склада
Все это заставляет признать такой тип механинизированного склада мало применимым для хранения сыпучих материалов.
Тип 2 фиг. 16 представляет собою двускатный шатер, состоящий иэ трехшарнирного деревянного сборного остова, несущего крутую крышу.
По сравнению с рассмотренным типом 1 такое решение дает следующие преимущества:
1. Форма покрытия внутри вполне соответствует габариту и углу естественного откоса хранимого в складе сыпучего материала. В то же время благодаря крутизне наружных скатов она почти не загружается снегом.
2. Отдельные элементы легкой трехшарнирной конструкции покрытия изготовляются на стройэаводах и весьма просто и быстро собираются на месте постройки; установка на месте таких арок осуществляется при помощи одной мачты, без дополнительных лесов.
Применение железобетонных сборных фундаментов из отдельных элементов сводит все работы по постройке склада к земляным работам и монтажу заготовленных заранее на заводе отдельных элементов.
620
Г. А. ШТЕЙМАН
Для временных складов с небольшим сроком эксплоатации можно применять деревянные креозотированные фундаменты, еще более упрощающие и удешевляющие строительство.
3. Продольный конек двускатного склада обеспечивает надежную и весьма конструктивную подвеску путей погрузочных и разгрузочных приспособлений ленточных транспортеров, грейферных кошек, подвесных вагонеточных дорог и пр.
несения склада на другое место при истощении карьера, расширении эавода и т. п.
6. Форма склада допускает осевую в агрузку и выгрузку материала. Транспортирующее приспособление грейферная кошка, транспортер и т. п., расположенное под коньком склада, имеет только продольное движение, обслуживая при этом любую точку склада, и не требует дополнительного поперечного перемещения материала.
9
Фиг. 2. Схемы арочного покрытия
4. Устройство вдоль всего склада котлована с наклонными стенами не круче 45 улучшает условия разгрузки склада, устраняя необходимость в поперечном перемещении хранимых материалов.
Устройство котлована осуществляется наиболее рационально путем насыпки вдоль склада земляных валов из земли, вынутой из внутренней части склада фиг. 16.
5. Такая конструкция склада допускает многократное использование покрытия в случае пере-
3. Конструкции покрытия двускатных складов
В большинстве случаев конструкция покрытия склада и опорных частей его определяется типом транспортирующего оборудования.
Цаиболее рациональной конструкцией покрытия склада является трехшарнирная треугольная распорная деревянная конструкция, элементы которой имеют следующие формы.
СКЛАДЫ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ
621
а Нижний тоннель с транспортером б Нижний тоннель с транспортеи: поперечные подвижные транспортеры ром или вагонетками
Схемы различных устройств дна'склада при нижнем шунпеле
в Кратцер
г Кошка с гейфером и скребковый транспортер
Схема различных устройств дна склада при выгрузке грейфером
1 Боковая загрузка ковшевым или пневматическим элеватором
вхема загрузки склада наружным транспортером
2 Ленточный транспортер в складе
3 Подвесная дорога в окладе
4 Кошка с грейфером
5 Ленточный транспортер в б Подвесная дорога в галлерее 7 Две кошки с грейферамй
галлерее
Фиг. 3. Схемы покрытий складов при различных способах загрузки
У Узел, В
Общий вид склада
Стекпо
Фиг. 4. Трехшарнирная арка на двутавровых балок для складов малой емкости
Разрез l-l
Фиг. 5. Пример склада пролетом 28,5 м. Фасад арки и детали узлов
СКЛАДЫ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ 623
Г. А. ШТЕЙМАН
При пролетах до 10 м простые доски на ребро или брусья; для теплых складов малых пролетов покрытие легко осуществляется из коробчатого настила, поставленного наклонно в распор.
При пролетах до 20 м арки иэ двутавровых балок на гвовдях или на клею фиг. 2, а, б, в, а также иэ балок на пластинчатых нагелях.
двух котлованов схемы вив фиг. 3, необходимо выравнивать земляной баланс, т. е. землю вынутую при рытье котлована, использовать для земляных валов, служащих основанием под фундаменты конструкции покрытия. Это дает возможность, не сокращая емкости склада, уменьшить глубину его дна и существенно сократить количество земляных и фундаментных работ.
Фиг. 6. Склад сухого жома
При пролетах более 20 м трехшарнирные реметчатые арки фиг. 2, г, д.
Вовможно также применение двухшарнирных рам со сплошной или решетчатой стенкой на гвоздях. Однако такое решение обычно получается более сложным в части монтажа конструкции.
Верхняя галлерея для транспортера может быть вынесена под коньком покрытия, как показано на схеме 5 и 6 фиг. 3, или вписана в габарит склада схемы 2 и 3. Первое решение позволяет принимать для выгрузки грейфер, рельсовый путь которого укрепляется в коньке.
При выгрузке материала с помощью кратцера, имеющего нижний и верхний направляющий рельсы, выгоднее транспортную галлерею размещать в пределах габарита покрытия. В этом случае верхний направляющий рельс кратцера укрепляется к балкам транспортной галлереи, и высота мачты кратцера может быть уменьшена схема в фиг. 3.
Если нижняя часть склада выполнена в виде одного котлована схемы б и д фиг. 3 или в виде
4. Примеры покрытий складов сыпучих материалов
Примером склада малых пролетов может служить склад, изображенный на фиг. 4. Покрытие осуществлено в виде трехшарнирной арки, составленной иэ двутавровых балок с цельной стенкой на гвоздях. Двутавровые балки эгого типа конструируются без стыков.
Из этих соображений длина балки была принята равной 7 м соответственно максимальной длине пиленого лесоматериала по стандарту.
В целях сохранения принципа сборности покрытие запроектировано из кровельной фанеры. Рельсовый путь укрепляется болтами, пропущенными через две коньковых колодки. Фундаменты выполнены в виде железобетонных мауерлатных подушек Г-образного сечения, уложенных по гребням боковых земляных валов при песчаном грунте.
Во избежание выпучивания фундаментов при глинистых грунтах под железобетонной подушкой должна быть дана песчаная или щебенчатая
626
Г. А. ШТЕЙМАН
Фасонный яисп 8 мм Железо
Подцигка торцевого узла склада
Фиг. 8. Фасад волуарки в детали торцевого уела к фиг. 6
СКЛАДЫ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ
627
яодсыпка при тщательном удалении атмосферных осадков. Склад освещается фонарем, расположенным вдоль конька покрытия по всей
Фиг. 9. Конструкция опоры к фиг. 6
длине адания. Переплеты фонаря сделаны глухими. Склад вентилируется через специальные люки по обеим продольным сторонам склада.
Крышки люков свободно ложатся на кровлю и позволяют легко открывать и закрывать отверстия; чтобы устранить протекание воды в помещение склада с боковых сторон люка, кровельная фанера в этих местах несколько приподнята. В случае необходимости склад может быть утеплен подшивкой с внутренней стороны утепляющего слоя И8 камышитовых или соломитовых матов.
Примером сквозной конструкции покрытия может служить склад фиг. 5 пролетом 28,5 м. Несущей конструкцией склада служат трехшарнирные арки, состоящие из двух сегментных ферм каждая длиной 20 м, поставленных через 3 м.
Угловые соединения запроектированы на зубчато-кольцевых шпонках, что не вызывается необходимостью ввиду незначительных усилий в решетке.
Устойчивость нижнего пояса против продольного изгиба обеспечивается подкосами и горизонтальными схватками, пространственно связывающими каждую пару арок.
Устойчивость всего сооружения обеспечивается Двойным настилом: рабочим из брусков 5x5 см, пришитых непосредственно к фермам с промежутками 8 см в свету, и защитным из брусков 5 X X 1,9 см, пришитых к рабочему настилу под углом 45.
Склад освещается сплошным коньковым фонарем, только крайние 3 4 арки до самого конька связаны перекрестным настилом. Наличие открывающихся рам, занимающих 1, общей поверхности фонаря, дает возможность создать в случае необходимости интенсивную естественную вентиляцию склада.
Галлерея для ленточного транспортера, загружающего склад, помещается внутри склада, в его верхней части; настил галлереи укладывается по подвешенным к узлам ферм поперечным балкам. В случае применения для разгрузки кратцера с нижним и верхним направляющим рельсами верхний рельс крепится к этим же поперечным балкам.
Фундаменты сборные из готовых железобетон ных элементов ва исключением верхней опорной части, которая бетонируется на месте и связывает отдельные элементы сборного фундамента. Между отдельно стоящими фундаментами под фермы на выступы опорной части укладывается железобетонный мауерлатный цоколь Г-обравного сечения, связывающий фундаменты в продольном направлении и предотвращающий размывание и осыпание земляных валов, идущих вдоль
10. Аксонометрия склада
склада. Сборные фундаменты могут быть также осуществлены из деревянных креовотированных элементов.
Примером иного решения покрытия склада большого пролета может служить склад сухого жома, общий вид которого дан на фиг. 6.
В средней части несущая конструкция образована трехшарнирными арками, состоящими из сегментных ферм. В отличие от конструкции,
Гпина
Земля
-35 '
Фиг. 10в. Поперечные связи
628 Г. А. ШТЕЙМАН
СКЛАДЫ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ
Фиг. 11. Сетчатое покрытие склада
Фиг. 116. Коньковый фонарь
И СЛ1
630
Г. А. ШТЕЙМАН
описанной выше, увловые соединения выполнены вдесь на гвоздях, что является большим преимуществом этих ферм. Транспортная галлерея вынесена над покрытием. На фиг. 7 дан поперечный разрез по средней части склада.
Торцевые части склада, имеющие в плане форму полукруга, перекрыты шестью сегментными фермами, расположенными по радиусам и
Рубероид
Склад на фиг. 10 Химпроекта перекрыт двухшарнирной дощатой рамой на гвоздях; по сравнению с покрытием ив трехшарнирных арок данное решение является более тяжелым.
Склады, не имеющие большой сосредоточенной нагрузки в коньке в виде грейфера и np.f могут быть перекрыты деревянным кружальносетчатым сводом фиг. 11.
Рцбероид
Фиг. 12. Фасад арки
сходящимися в верхнем кольце в коньке покрытия. Детали верхнего кольца и торцевой фермы покаэаны на фиг. 8.
Фундаментами арок служат столбы иэ тощего бетона, пространство между столбами заполнено кирпичной стенкой в га кирпича по рядовой кирпичной перемычке. Конструкция фундаментов изображена на фиг. 9.
Примеры других конструкций покрытий складов сыпучих тел даются на фиг. 10, 11 и 12.
На фиг. 12 показано покрытие склада из трех шарнирных сквозных арок составленных и8 ферм с параллельными поясами на зубчато-кольцевых шпонках.
Эта конструкция покрытия удобна при широ кой транспортной галлерее для двойного вагонеточного пути.
1 Запроектировано Деревягиным В. С.
СКЛАДЫ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ
631
Загруженная Незагруженная
поперечный ршреэ
Н40-
и Щ' 3
-1400 -400 Металлические гпяЖи
Упоры поперечной Жесткости
-240-
-240
J69
CNl
со
И
I
Прогоны 3x13 Фиг. 12а. Схема арки
Обрешетка 6x6 через 12
Защитный настилбрусочки 2 5
бетонная f Анкера из полособого подготовка Железе сеч ЮхЮОаиГ
Фиг. 126. Опора арки
ЛИТЕРАТУРА
1. Буфф, Техническая организация и устройстве аром, предприятий.
2. Нефедов и Юдин, Складское дело.
3. Mischenfelder, Materialbewegung.
4. Zimmer. Mechanical Handlingstoring of Mato’ rial.
5. Склады Хлебопродукта, Строит, аром. 34 2, 1-926 г.
6. Склады калиевой соли. Склады угля и кокса,
Beton und Eisen 13, 1929 г. 7. Массовое передвижение материала в цементных заводах, Tonindustrie Zeitung 69, 1929 г.
8. Склады при сахарном заводе, Bauingenleur 1516, 1935 ®.
632
Г. А. ЦВЛНГMAH
Доц. Г. А. ЦВИНГМАН
Ш. КАРКАСНЫЕ МНОГОЭТАЖНЫЕ ЗДАНИЯ
1. Общая характеристика
По типу конструкций различают рубленые, щитовые и каркасные деревянные гдания.
Рубленыездания вследствие большого расхода лесоматерйалов могут строиться только в лесистых местностях преимущественно в один или два этажа. Производство рубленых стен было кустарным. В настоящее время наметились возможности механизировать его, применяя вместо бревна брус.
Щитовые здания широко применяются главным образом в барачном и поселковом строительстве обычно высотою не более двух этажей.
Каркасные здания являются более рациональными во всех отношениях и широко освоены в промышленном и в гражданском строительстве при высоте не свыше двух этажей. Многоэтажные каркасные здания применяются сравнительно редко, главным образом в промышленном строительстве.
Основным несущим скелетом многоэтажного каркасного здания является каркас, состоящий из стоек, наружных и внутренних пилястр или стенок, на которые опираются прогоны, балки и настилы междуэтажных и кровельных перекрытий.
Многоэтажный каркас целесообразно 8ащемлять между отдельно стоящими кирпичными или железобетонными массивами в виде лестничных клеток и т. п., обеспечивающими ему устойчивость во всех направлениях.
В этих каменных массивах целесообразно сосредоточить не только лестничные клетки, но и все мокрое и горячее хозяйство жилого дома: умывальные, уборные, кухни и тому подобные помещения, которые с точки зрения эксплоатации нуждаются в огнестойких негниющих ограждениях.
Многоэтажные деревянные здания возведены в СССР только как опытные конструкции. Основным требованием, предъявляемым к деревянным многоэтажным зданиям, является массивност ь беспустотность всех несущих частей и перекрытий. Применением деревоплиты толщиною не менее 10 см и сплошных несущих массивных перегородок, оштукатуренных с обеих сторон, можно обеспечить пожарную безопасность деревянных эданий высотой до четырех-пяти этажей.
По габаритам ячеек каркасы многоэтажных зданий можно разбить на следующие группы:
1 ячейки малых пролетов от 3 до 5 л;
2 ячейки средних пролетов от 5 до 7 м;
3 ячейки больших пролетов от 7 до 12 м.
Ячейки малых пролетов получили распространение главным образом в жилищном строительстве. Ячейки средних пролетов могут найти применение в промышленном строительстве; ячейки больших пролетов применяются весьма редко и только для некоторых зданий коммунального и промышленного назначения.
В сельскохозяйственном строительстве каркасные многоэтажные здания могут применяться главным образом в подсобных производственных помещениях для сушки и хранения сельскохоерйственных продуктов.
При больших динамических нагрузках труд, но обеспечить достаточную жесткость деревянного каркаса, поэтому в таких сооружениях деревянный каркас вообще не должен применяться:
Как правило, деревянные многоэтажные здания капитального характера должны опираться на каменные фундаменты ленточного типа или в виде отдельно стоящих столбов. Деревянные части должны начинаться лишь выше цоколя, приподнятого над уровнем вемли не менее чем на полметра.
2. Жилые каркасные здания
Одна из возможных конструктивных схем многоэтажного деревянного жилого здания представлена на фиг. 1.
нннннн
ннчннн
IS
тнжж
тжинж-ж
УТЖТТГГН
нннннн-н-ж
IS
ЕЕЕ
га
ВВЕ
га
та
ZZ
Фиг. 1. Каркасный жилой дом
Междуэтажные перекрытия, сконструированные по типу сплошной деревоплиты, опираются на несущие поперечные перегородки фиг. 2, состоящие из деревянных стоек, между которыми помещаются фибролитовые вкладыши фиг. 3. Деревоплита междуэтажных перекрытий опирается на перегородки с помощью парных схваток, врубленных в стойки перегородок фиг. 4. Длина стоек равна высоте этажа. Опирание перегородок на фундамент и устройство пола первого этажа показаны на фиг. 5.
Устойчивость всего эдания достигается защемлением диафрагм междуэтажных перекрытий в каменные массивы лестничных клеток; в этих
КАРКАСНЫЕ МНОГОЭТАЖНЫЕ ЗДАНИЯ
633
массивах расположены также души, уборные и кухни. Каменные массивы выступают иэ фасадных плоскостей и над крышей и таким образом при ширине в 3,2 л являются надежной брандмауерной зоной, членящей все здание на изолированные в пожарном отношении жилые секции.
Испытание на прочность и пожарную безопасность модели части этого здания в масштабе il0 натуральной величины дало благоприятные
результаты г.
Т
ггпиц
■ 241
■213
со
о
jW-i щ
укладки щитов : деревоплитЬt 142 - '
Фиг. 2. Разрез по несущим перегородкам к фиг. 1
5-этаЖ
1-57Н-57Н
Ъ-зтсик
Фиг. 3. Конструкция перегородки к фиг. 1
3. Производственные каркасные здания
Производственные каркасные здания впервые были применены Бостонской строительной компанией для производственных корпусов текстильных и трикотажных фабрик в Америке фиг. 6. В основном каркас этих зданий состоит из с т о е к цельного сечения больших размеров от 30 х 30 до 40 х 40 см, шарнирно закрепленных в каждом междуэтажном перекрытии фиг. 7 и в фундаменте фиг. 8, и балок мощного цельного се
1 Испытание производилось на постоянной Всесоюзной строительной выставке в Москве.
чения высотою до 40 см, опирающихся на специальные металлические колпаки или. хомуты: обычно чугунные или из толстого железа фиг. 7 и: 9. Иногда по этим балкам настилаются промежуточные балки, черный и чистый пол и потолок. Устойчивость таких конструкций обыкновеннообеспечивается мощными отдельно стоящими кирпичными пилонами наружных стен фиг. 6.
Этот тип конструкции характеризуется применением большого количества металла для отдельных частей сопряжений. Значительный вес металлических хомутов, башмаков и колпаков, применяемых для сопряжения деревянных балок и стоек между собой и с каменными пилонами фиг. 10,
11 и 12, в некоторых случаях доходит до 30 от веса деревянных конструкций.
В таких конструкциях все деревянные части, соприкасающиеся с металлом и кирпичной и бетонной кладкой, должны быть тщательно изолированы прокладкой нескольких слоев гидроизоляции и термоизоляции и нанесением антисептиру1ощих суперобмазок, что особенно необходимо в неотапливаемых помещениях и у деталей, выходящих наружу и соприкасающихся с охлаждаемыми вдания.
Описанная конструкция предполагает наличие большемерного сортамента лесоматериалов. Аналогичные многоэтажные каркасные вдания, но меньших пролетов и из более мелкого лесоматериала были осуществлены в довоенное время
ю. -н
Фиг. 4. Опирания междуэтажных перекры тий на перегородки к фиг. 1
частями
о ' . НоеозотироВатЬ
о о
Песок
- ;.Т;
. Бетонная а
. о балка ‘ v'
Фиг. 5. Опирание перегородок на фундамент и пол первого этажа к фиг. 1
в России, также преимущественно для текстильных фабрик, и по настоящее время находятся в эксплоатации.
В результате опытной проектировки в настоящее время выявлено несколько новых характерных решений деревянного многоэтажного каркаса. На фиг. 13 приведен поперечный разрез части четырехэтажного здания с деревянными внутренними стойками, с балками двутаврового сечения и междуэтажными перекрытиями и кровлей в виде сплошной деревоплиты. Наружные несущие
634
Г. А. ЦВИНГМАН
Фиг. в. Многоэтажное каркасное здание американского типа
КАРКАСНЫЕ МНОГОЭТАЖНЫЕ ЗДАНИЯ
635
массивные кирпичные столбы обеспечивают устойчивость всего здания в поперечном направлении. Внутренние деревянные стойки конструируются ив четырех основных рабочих элементов таким об-
Чистый non
Фиг. 7. Опирание балок на стойки к фиг. 6
разом, что в каждой паре элементов защемляется конец двутавровой балки междуэтажного перекрытия, опирающейся на внутренние вкладыши стоек. Сплошное заполнение вкладышами всех
Стойко
Металлический тамиаК
BemoHHtiJ фцндамент ,
Фиг. 8. Опирание стойки на фундамент к фиг. 6
перекрестной или фанерной стенкой на гвоздях в таких сооружениях должны иметь наименьшую иэ допускаемых нормальных высот. При осевом центральном расположении продольного прогона,
Деревянная балка
мекдиэтакного перекрытия
Металлическая анкерная плита
Припуск в кирпича t
Фиг. 10. Опирание междуэтажных балок на кирпичные стены к фиг. 6
Пробельное Железа Доски потолка
балка кровельного перекрытия
Аннер для кробелЬнш ЬапоН
Фиг. И. Опирание стропильных балок на кирпичные стены к фиг. 6
внутренних промежутков в стойке увеличивает массивность беспустотность самой стойки, обеспечивая большую пожарную безопасность и лучшую устойчивость. Стыки отдельных рабочих
КровелОнЬш.настил
ПодкообелЬмая балка Металлический колпак Деребянная колонна
Фиг. 9. Опирание стропильных балок на стойки к фиг. 6
элементов стойки необходимо делать лобовым упором вразбежку, по возможности симметрично относительно оси стойки. Основным скрепляющим элементом для воспринятая сдвигающих сил могут служить болтовые нагели. Балки на пластинчатых нагелях или двутаврового сечения с
Г I ’
i ifr-r
I ' 4-JL’: 1 ;
: Щн ,
; ' h'.v.VТ у
Фиг. 12. Металлический американский карман для опирания балок на стены
поперечном от света расположении балок и гладкой потолочной поверхности затемнения можно опасаться только лишь в средних пролетах широких зданий. Применение балок с фанерной стенкой допустимо лишь в сухих помещениях.
636
Г. А. ЦВИНГМАН
Применение деревянного многоэтажного каркаса целесообразно при надстройке верхних этажей каменных и железобетонных сооружений. Пример такого здания с нижней железобетонной частью и деревянной надстройкой в два этажа изображен на фиг. 14.
В целях пожарной безопасности стойки состав
лены из четырех брусьев со сплошными прокладками и снаружи оштукатурены.
Рабочими элементами в покрытиях и перекрытиях являются брусчатые балки на пластинчатых нагелях. Устойчивость надстроенных этажей обеспечивается железобетонными наружными стойками.
Фиг. 13. Разрез части каркасного здания
Фиг. 14. Деревянная каркасная надстройка железобетонного здания
ЛИТЕРАТУРА
1. Васил ьев В.Ф., Сборное деревянное строительство Материалы к докладам на конференции, 1933 г., стр. 7 35. Госплан СССР Оргкомитет по созыву Всесоюзной конференции по реконструкции стр-ва во втором пятилетии.
2. Васильев В. Ф., Бескаркасные, каркасные и рамные конструкции сборных домов, Плотник и столяр 2, 1933 г. стр. 23 27, 3, стр. И 17.
3. Виганд К. П. и Суханов Г. Н., Мелкое жилищное строительство в Америке, Труды комиссии т. Лобова С. С. по изучению строительства Западной Европы и США, Гос. научно-техн. изд., М.-Л. 1929 г., стр. 7.
4. Винер, Стандартное строительство. Сборнокаркасные трехэтажные дома, Плотник и столяр 3,
1932 г., стр. 15 23.
5. Вольпе Л., Кирпично-деревянные дома, Проект и стандарт 4 5, 1933 г., стр. 37.
6.Вутке О., О сборном деревянном строительстве жилищ, Строит, пром. 11, 1929 г., стр. 970 972.
7. Вутке О., Вопросы деревянного сборного строительства, Гос. научно-техн. изд., М.-Л. 1931 г., стр. 100.
8. Из практики американского строительства, Деревянные каркасные конструкции, Строитель 23, 1929 г., стр. 8 И, 24, стр. 7 9.
9. Конструкция жилых домов в США, Строит, пром. 10, 1924 г., стр. 649 651.
10. Л а д и н с к и й А., Укрупненное стандартное жилстроительство 8, 1929 г., стр. 22 25.
11. Отбор тийпов конструкций стяндартных сборных домов, НаучноОсследовательский институт индустриализации жилищного строительства, М. 1933 г.
12. Сборные деревянные дома конструкции альбом, Гос. научно-техн. изд., 1931 г., стр. 2062.
13. Швидковский А. В., Многоэтажный деревянный дом, спроектированный в Институте сооружений, Плотник и столяр 5 6, 1932 г., стр. 20 22.
Наш ни-оболочки
637
IV. БАШШ
1. Общие сведения
Башни-оболочки могут применяться как в качестве башен, воспринимающих преимущественно горизонтальные ветровые нагрузки, например градирни, причальные башни для дирижаблей, башни ветросиловых установок, радиобашни и др., так и в качестве башен, воспринимающих одновременно значительные вертикальные и горизонтальные нагрузки, например водонацорные башни.
Вполне надежная в работе конструкция башеноболочек по сравнению с другими конструкциями обладает следующими преимуществами:
й пределы применения конструкции не ограничены величиной нагруэок и размеров сооружения;
2 конструкция нетребовательна к сортаменту и качеству лесного материала, так как принцип дробности исключает катастрофическое влияние случайных пороков древесины;
3 использование косой обшивки в качестве рабочего элемента дает по сравнению со стержневыми конструкциями экономию лесоматериала в 10 30 и металла;
4 конструкция проста в производстве работ и не требует высококвалифицированной рабочей силы;
5 башни-оболочки имеют хорошо обтекаемую ветром форму.
Конструкцию башни-оболочки, так же как и конструкцию свода-оболочки, составляют четыре основных элемента:
1. Стойки из досок или брусков, направленных вдоль образующей. ч
2. Кольца иэ гнутых досок, а при малых диаметрах из выкружаленных досок. Кольца могут быть исполнены частично или полностью в виде жестких диафрагм.
3. Перекрестная косая обшивка ив гнутых досок брусков, направленных под углом не обязательно 45 к стойкам и кольцам.
4. Верхняя и промежуточная в ребристых башнях диафрагмы необходимы для обеспечения жесткости конструкции.
Все элементы скрепляются между собой гвоздями и болтами или деревянными нагелями. Элементы, подходящие к основанию, должны быть прочно прикреплены к фундаменту.
Башни-оболочки могут быть цилиндрической или конической формы. С конструктивной и производственной точек зрения цилиндрическая форма предпочтительнее, так как в башне конической формы различные по размеру горизонтальные кольца и часть косой обшивки требуют более сложной нестандартной обработки и пригонки по месту.
Срок службы деревянных башен-бболочек зависит от тщательности проектирования и возведения, а также от условий эксплоатации сооружения. Башня-градирня беэ специальной защиты от гниения может удовлетворительно прослужить примерно 5 лет. Применение креоэотированной древесины и оцинкованных гвоздей может повысить срок службы до 15 и более лет.
Последующая обработка элементов после креозотирования не допускается.
Инж. М. Ф. КОВАЛЬЧУК
-ОБОЛОЧКИ
Водонапорные и причальные башни могут быть осуществлены как капитальные сооружения, но только при условии: а защиты конструкций от атмосферных осадков этернитом, кровельным железом и т. п. и б консервирования последующего действия или пропитки ответственных частей конструкции, подверженных эксплоатационному или конденсационному увлажнению. Нагрузки
При расчете башни учитываются следующие нагрузки:
1. Собственный вес.
2. Полевные нагрузки водонапорные баки и т. п.
3. Ветровая нагрузка.
Ветровая нагрузка определяется по формуле: Ре 7. 1
где q скоростный напор берется по ;
к коэфициент обтекания.
При необходимости иметь закон распределения давления ветра по поперечному сечению башни коэфициент к может быть взят по графику фиг. 1.
н
Фиг. 1. График аэродинамических коэфициентов
Уравнение этой кривой :
к 0,6 0,3 cos 0
1,05 cos 20 0,4 cos 30 0,15 cos 40. 2
Если за площадь сопротивления принимается диаметральная плоскость сооружения, то к 0,6.
В целях упрощения расчета для башни средней высоты ветровую нагрузку принимают постоянной по высоте башни.
.2. Водонапорная ребристбашня-оболочка
1 Описание
Башня представляет собой цилиндр, образованный ив вертикально поставленных стоек и косой перекрестной обшивки фиг. 5. Сверху на
1 Заимствовало у Котлотурбины. Составлено по опытам Прандтля. Общее выражение ур-ния: j а 2On cos пб.
638
М. Ф. КОВАЛЬЧУК
цилиндре расположена горизонтальная площадка на радиально направленных балках фиг. 1, каждая иэ которых опирается на стойку и наружный и внутренний подкосы фиг. 6. Верхние концы внутренних подкосов примыкают к упорному сжатому кольцу, Нижние к стойкам. Распор воспринимается специальной конструкцией кольцом иэ гнутых досок снаружи, кружальным кольцом внутри или тягами по типу велосипедного колеса. На площадку опирается шатер, сконструированный по тому же принципу, что и основной ствол башни. По высоте башни поставлены жесткие диафрагмы. Фундамент бутовый, кольцевой формы.
Деревянные водонапорные башни могут быть как временными, так и капитальными сооружениями. Башни-оболочки, как правило, капитальны и потому должны быть защищены как от гниения, так и от пожарной опасности.
В тело неотапливаемой башни во избежание гниения от диференциальной конденсации не следует вводить массивных утеплителей, ограничиваясь в случае надобности утеплением только шатра. Утеплитель следует применять негниющий и с внутренней стороны шатра располагать паро-. изоляционный слой штукатурка по толю, осмоленная фанера и т. п.; летом помещение около водяного резервуара должно проветриваться.
В крыше, если в качестве гидроизоляции ее применяется металл или рубероид, необходимо устроить осушающие продухи. Снаружи для вертикальных стенок шатра и башни рекомендуется применять огнестойкий паропроницаемый покров, например этернит; штукатурка допустима, но должна быть защищена от дождя свешивающимся карнизом. Между примыкающими к основанию деревянными частями и бетоном или камнем необходимо положить двойной рубероид на гудроне.
Для выхода водяных паров, выделяющихся внутри шатра зимой в большом количестве, необходимо предусмотреть аэраторы, например в виде отверстия в коньке, заполненного шлаком, пропускающим пары и задерживающим теплый воздух. Вбливи днища следует поставить частые жалюзи, предотвращающие интенсивное движение воздуха и не препятствующие выходу паров. Опасаться замерзания воды в баке при наличии постоянной ее циркуляции и достаточной емкости бака в таких условиях не приходится. Замерзание воды возможно лишь в подводящих и отводящих трубах, которые следует тщательно утеплять минеральным утеплителем.
Для предохранения конструкции ствола башни от увлажнения конденсационной или фильтрующейся из бака водою необходимо сделать под баком водонепроницаемый и паронепроницаемый поддон, откуда фильтрующаяся из бака вода отводится по специальным желобам и трубам.
2 Расчет
Определение усилий. Сравнительно большое значение ш-ношения приведенной толщины’ оболочки к радиусу ствола башни и наличие жестких диафрагм позволяют.сделать допущение, что башня в целом работает как консоль, защемленная одним концом, сохраняя круговую форму поперечного сечения и подчиняясь вакону плоских сечений. Такой приближенный статический расчет дает достаточно точные для практики результаты.
а Усилия от вертикальной нагрузки
Бели вертикальную симметричную относительно оси башни нагрувку обозначить через Q0 и число стоек черев 2т, то усилие на каждую стойку:
го
б Усилия от ветровой нагрузки Разобьем башню на две воны шатер и ствол башни ив пределах каждой воны примем давление ветра постоянным рд 0,6 q, причем величину скоростного напора q определяем для шатра на высоте Н и для башни на высоте hg фиг. 2.
-2 Я. -1 ЯаР
т
£
Рб
Фиг. 2. Схема загрушения водонапорной башни
Таким образом имеем: для шатра:
рш 0,Gq'H,
для башни:
рб 0,6 hg.
Изгибающий момент от ветровой нагрузки в сечении х башни:
Рбг1х2 PiuRiK hm 2ж,
где внешний радиус шатра; rj внешний радиус башни;
Нщ высота шатра.
Момент инерции поперечного еечения башни определяется по формуле:
1Х mFr 5
и момент сопротивления:
Wm mFr, 6
где F площадь поперечного сечения стойки; 2т число стоек; г радиус окружности, проходящей через центры тяжести стоек.
Наибольшее усилие на стойку от изгибающего момента в сечении х определится по формуле:
дг Мх р Мя
1 Wx rm
Подставляя значение Мх, получим: где
и
т
ц 11 г г
-Rl. п- 8
БАШНИ ОБОЛОЧКИ
639
в Полное усилие на стойку:
N N0 Nx. 9
Прикрепление косой обшивки к стойкам должно рассчитываться на приращение AN усилия в стойке по высоте башни. Приращение ANt иа единицу длины стойки от ветровой нагрувки:
AN,.
1 rm
момента одной стойки St Fr следует поставить статический момент стоек на половине сечения:
кт
S У Fr sin к
ko
где ft 1, 2, 3,.
т,
В данном случае:
т ПРшЮ-
10
11
К величине ANX сдвигающего усилия на единицу длины стойки от поперечного изгиба следует прибавить сдвигающее усилие на единицу длины стойки от продольного пэгиба всей башни в целом по формуле:
12
где Sx Fr статический момент относительно нейтральной оси наиболее удаленной стойки;
ру коэфициент, учитывающий гибкость башни в целом;
г; М; 1.03.
Подставляя эти данные в ф-лу 12, получим усилия на единицу длины стойки:
3
Полная величина сдвигающего усилия на единицу длины вдоль одной стойки:
AN AN о ANt. 14
Гибкость башни определяется по формуле:
Л22, 15
где
г“ 71' 16
Сдвигающие усилия воспринимаются косой обшивкой. Наибольшее усилие в косой обшивке у нейтральной оси определяется по обычной формуле:
й.А
0.2
о
0.2
0.4
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0.2
0.4
0.6
1.0
0.6
0.6
0.4
0.2
0
0.2
0.4
,
м
qterr с
k
J
г
V
fa
у
и
3
0е
6
Р
90
н
1
ч
4JI
г
J
г
V
N
Q qlQr ck ack
0е
и
30е
6.0“
К
120
К0‘
а
N qt, г cht acfej б
180
rri Qr.S
■ J t
Фиг. 3. График коэфициента ft для определения М, Q и N в кольце 17 или
пе S статический момент половины сечения относительно нейтральной оси;
J момент инерции сечения башни;
Qx поперечная сила в сечении х.
Для кольца эта формула принимает вид:
S
Fr
л
2m
20
21
В данном случае:
Т _ Qx
ЯГ
18
19
К усилию Тх следует добавить сдвигающее усилие, возникающее от продольного изгиба всей башни в целом. Это сдвигающее усилие можно определить аналогично тому, как было определено усилие AN, ф-ла 13, но вместо статического
Сдвигающее усилие, соответствующее одной половине башни, определится по формуле:
Т, ',13 - 1тг. 22
0 2lg К 11
2m
Таким образом расчетная величина сдвигающего усилия в косой обшивке:
Т Т0 Tg. 23
Диафрагмы должны быть рассчитаны на усилия от давления ветра по контуру башни, на участке, соответствующем расстоянию между двумя диафрагмами.
640
М. Ф. КОВАЛЬЧУК
Для определения этих усилий можно воспользоваться графиком фиг. 1.
Соединение диафрагмы с косой обшивкой должно быть рассчитано на воспринятие сдвигающих усилий, уравновешивающих давление ветра на участке между диафрагмами.
Эти сдвигающие усилия на единицу длины периметра диафрагмы могут быть определены по формуле:
ДО Л
- sm 0,
24
П пF PiPyF
28
сечения одной
где F-r- площадь поперечного -стойки;
ру коэфициент, учитывающий гибкость башни в целом см. ф-лу 15; '
д коэфициент, учитывающий гибкость стойки; свободная длина 1Х стойки принимается равной расстоянию между диафрагмами.
Выпучивание стойки возможно' лишь из плоскости косой обшивки. Косая обшивка в данном елучае аналогична упругой среде, но влиянием ее в запас прочности пренебрегаем.
Стыки стоек и прикрепление их к фундаменту рассчитываются на полное растягивающее усилие;
N Nx N0. 29
Косая обшивка рассчитывается на усилие Т, которое разлагается по двум ее направлениям.
Если угол наклона косой обшивки равен 45, но усилие по косому направлению на доски об
шивки площадью будет х:
-рг, где с толщина доски,
ВЖУТ'
30
диафр щ.
:где AQ приращение поперечной силы, равное равнодействующей давления ветра на участок башни между двумя диафрагмами. Изгибающий момент М, поперечная сила Q и продольная N для кольца с постоянным моментом инерции, загруженного радиальной ветровой нагрузкой q9 qloa0 Еап cos пв и уравновешивающими ее касательными усилиями, приложенными по внешней стороне кольца, определяются по формулам:
мк 91ог г с кх; 25
Qk qk г с к2 ,; 26
- 2гог с К асё 27
где £ давление ветра;
Z0 расстояние между диафрагмами;
г радиус кольца по оси;
2с ширина кольца;
ct 1 L з
i rscosne
2 пп2 sin пв;
к3 at sin в;
к, cos ai cos 0 аа;
кв ап cos 6;
п 2, 3, 4,.
Значения коэфициентов к для принятых в статье величин ап представлены графически на фиг. 3.
г Расчетные напряжения
Поверка напряжений в стойке производится по формуле:
N0
4-_.
31
Расчетное напряжение в досках сжатого слоя обшивки должно удовлетворять неравенству:
п_
где е стрелка выгиба косой обшивки, вычисляемая по радиусу башни гг и хорде Ь, равной
расстоянию между стойками; коэфициент,
учитывающий ' защемление обшивки у стоек. При вычислении р, учитывая защемление, условно принимается:
1расч 5Й Т2 при а 45
Преобразовывая ф-лу 31, получим: -f vM2f _
32
д Расчет гвоздей
д Гвоздевой забой по стойкам рассчитывается следующим образом. Усилие, приходящееся на гвозди, принимается по схеме, показанной на фиг. 4.
J
Фиг. 4. Схема работы гвоздя
Из условия изгиба гвоздя имеем:
Т„ 3042.
Из условия смятия несимметричного средней доски имеем:
Г„ 0,4 дс cd 32cd.
Число гвоздей на единицу длны стойкц определится по формулам:
тп. AN
m 1 304da JiV AN
VH 32cd i5cd ’
33
34
где с толщина доски; d диаметр гвоздя.
Вверху и внизу прикрепления концов косой обшивки к кольцам должны быть рассчитаны на полное сдвигающее усилие Т. Учитывая попадание гвоздей в щели, расчетное число гвоздей рекомендуется увеличивать на 10 20.
Косая обшивка имеет стыки, располагаемые обычно по стойкам вразбежку. Ввиду наличия стыков гвоздевой вабой по стойкам должен быть увеличен с таким расчетом, чтобы на половине длины доски располагалось количество гвоздей mem, необходимое для передачи доске действующего в ней усилия.
1 Рассматривая сжатие досок обшивки, считаем ослабление в стыках равным нулю.
t
БАШНИ-ОБОЛОЧКИ
а
Фиг. 5. Общий вид и разрез водонапорной башни
642
М. Ф. КОВАЛЬЧУК
Необходимое количество гвоздей может быть принято равным:
35
Мст ' т ■ 2
здесь Т сдвигающее усилие в сечении, где находится стык, определяемое по ф-ле 24;
Ь0 ширина доски;
Тгв допускаемое усилие на гвоздь, принимаемое равным:
или
Тгв 0,6 nc cd 48cd Тгв 304da;
ц коэфициент, значение которого берется ив табл. 1.
Через i обозначено число промежутков между стойками, перекрытых одной доской обшивки; допускать £4 не рекомендуется.
Таблица 1
з
2
25
13
49
25
4
Количество гвоздей на единицу длины стойки из условия перекрытия стыков:
Гоз ■£- , 36
гв
где ri коэфициент, значение которого берется из табл. 2.
Таблица 2
1
1
3
1
4
5
6
7
8
10
2
J4
1
п
1
1
13
з‘
25
2
Таким образом расчетными формулами для определения числа гвоздей на погонную единицу длины стойки будут ф-лы 33, 34 и 361
В оконных и дверных проемах конец каждой доски косой обшивки должен быть прикреплен на полное усилие в доске, равное:
D рТЬ0. 37
3 Иример расчета водонапорной башни-оболочки
На фиг. 5 9 представлен проект водонапорной башйи оболочки под бак емкостью 100 л3. Высота башни 26,55 ж, диаметр 4,68 м.
Башня имеет 16 стоек сечением из трех досок 20 х 5 см; по стойкам нашита перекрестная обшивка из досок толщиной 1,6 см, направленная к стойкам под углом 45. Внутри башни поставлены 4 жестких диафрагмы на расстоянии 4,5 м одна от другой. Для поддержания лестницы использован короб, отепляющий трубы. Поверх стоек расположены радиальные балки, площадки под бак, опирающиеся на наружный и внутренний подкосы. Верхние концы внутренних подкосов упираются в кружальное кольцо, нижние в стойки. Распор воспринимается кольцом из полосового железа с двумя стяжными замками. Шатер образован 16 стойками сечением из двух досок 15 х 5 см.
Снаружи стойки обшиты перекрестной обшивкой из досок толщиной 1,6 см, внутри фанерой, осмоленной с внутренней стороны и покрытой масляной краской с лицевой стороны. Для уменьшения огнеопасности корпус башни и шатер оштукатурены. Кровля из оцинкованного железа. Для выхода водяных паров предусмотрены продухи. Увлажнение конструкции водой из бака предотвращено устройством поддона, откуда вода отводится по трубе, помещенной внутри короба. Нагрузки:
Вес всей башни 32 ООО кг Вода в баке. 100 000
Всего 132 000 кг Ветровые нагрузки:
Рш 0,6 50 30 кгмрб 0,6 45 27 Оцинкоданное кробельноа.
Железо
Доски 62,
хрцжальн t
Тчп'. 6. Шатер и опорная площадка продольный разрез к фиг. 5
а Расчет элементов рабочей площадки фиг. 6, 7 и 10
R1 I 970 кг; i2 4 890 кг; R3 260 кг'.
mas 615 кг.
Балки выполнены из досок 2 х 5 х 20 см.
W 2 - 333 666 см3;
61 500 , л
п 92 кг;см
КрцЖала из досок 55 1
План расположения подкосов
План расположения балок
Фиг. 7. Опорная площадка план к фиг. 5
Продольная обшиб ка досками
брусок 7.5x7.5
КрцЖало из досок 57Ж
Косая обшибка досоками 1.6
Доски 5 Ш
Фвг. 8. Диафрагма верхняя: paspes башни по А Б фиг. Ъ
Т , ' _Т
'“171 ' 11
v Л Lu U и llLL о
IjL_ S5S ЙГ
Е
и
чг“ Г
1 А -LJ
Фиг. 9. Равреа башни по В Г фиг. 5
644
М.Ф. КОВАЛЬЧУК
Поверка на смятие на опорах:
F'_ 2 5 20,0 200 см;
890 _ 24 5 KgjcM2;
СМ
псм 200
F” 2 5. 9 90 см2;
СМ
90
Поверка на смятие в упорном кольце фиг. 11: Н 1 970 tg 30е 1 040 кг;
FeM 15 15 225 см;
1 040
псм 225
4,6 кгсм.
i 1125 160-
- 1-30-1
Фиг. 10. Схема загружения Поверка на смятие по врубке подкоса фиг. 12:
ЛЙШ-5280
Fm 5 15 75 см2;
пем - 30 С кгсм2 для 30.
Поверка подкоса на продольный ивгиб фиг. 6:
_ 30 , пп.
ь ИГ ’
V 0,5;
п 1515 гсл2 0,5 100.
Фир. 11. Упор подкоса в упорном кольце
Фиг. 12. Упор подкоса в стойках
Усилие в кольце фиг. 6 и 11:
2 650 кг;
„ 1040 16
г Г ;
2 яг
принято полосовое железо сечением;
F 0,5 6 3,0 см; г 650
п 3,0
890 кгсм.
б Расчет стоек Усилие на стойку ф-лы 3, 8, 9: 132000 8250 в;
106i 2 т 16;
440 ,73’
N, 1,06. 2-118
173 6 2. 20 3 220 кг.
Гибкость башни ф-ла 15:
ру 0,82.
Л 2У 2 25,7;
Гибкость стойки:
Jl 50 оо с.
h 20 “ ’ ’
1 0,45.
Напряжение ф-ла 28:
3 220
п
81250
0,45 15 20
0,45 0,82 15 20 100 кгсм-
в Расчет косой обшивки Усилия ф-лы 19, 22 и 32:
Ф 2 1,06 27 20 1,73 30 6
‘1 560 кг
е 4,5 см; гр _ 1,13 1 1 8 250 оео ,
0 'зЖ j 200 258 кгм
g 16
Т 560 -f 258 818 кгм
1 -И 4Q
h 1,6 U
9 0,15;
ТХ оД5 182 TJ- 60,5 100 гМ.
г Расчет гвоэдевого 8 а б о я по стой-
к а м
ф-лы И, 13, 14, 33, 34 и 36:
ANX 1,06 27 20 1,73 - 30 6,0 X
X 1,03 230 кгсм;
AN„ 1,13 0-_ - l ЮЗ кгм,
AN 230 103 333 кгм.
Стыки досок косой обшивки располагаются на стойках; стыкуется каждая четвертая доска по длине стойки i 4, что соответствует длине доски около 6,5 м.
Число гвоздей d 3, 18 мм на 1 м стойки ф-лы 33, 34, 36:
333
304- 0,за
_ 333
2 45-1,6 - 0,3
1 818
1Щ
12 шт.
15,5 шт. 36 шт.
48-1,6 0,3
Принимаем 37 шт. по 3 гвоздя черев 8 см. Это количество гвовдей сохраняем на: нижней половине башни.
BA inn И-ОБОЛОЧКИ
645
Для верхней половины повторяем расчет по тем же формулам:
aN'q - 1,06 27 20 1. 73 30 60 X
X 1.03 154 кгсле;
AN'0 103 кгм;
AN' 154 103 257 кг'м.
Необходимое число гвоздей на 1 м стойки в верхней половине башни:
” Hi 36 28 шт 5
принимаем т'г 27 шт. по 3 гвоздя через 11 см.
д Расчет гвоздевого забоя в стыкае
стоек
При пустом баке усилие, растягивающе стойку:
N0 -6 2 000 г;
Nt 3 220 кг;
N 3 220 2 000 1 220 кг.
Необходимое число двусрезных гвоздей d5 мм по одну сторону стыка:
1 220
пользуемся графиком давления ветра фиг. 1. Примем значения для к в формуле рв kq согласно фиг. 15.
ГГ
1.0
.о
го
s’
95
Is
V
1
Г
N
-0.6
1
1
V
1
1
V
o
60
80
, tt
0
12
0
M
Ю0
к
If
1
г
l
3
4
1 1 1
5
6
1
7
Г
1
I
8
Но
vept
wot
V
1
1
1
i
k.
1
1
1 ,
V
1
0,
0.6
1
I
vl
1
1,
l
1
j
i
r
v.
1
V.
-
1.8
-е
Фиг. 15. Загрузка диафрагмы
т 2- 7fr
8 шт.
Расстояние между диафрагмами 10 4,5 м. Ширина полосы, приходящаяся на один узел:
4,6
h 71 Ол 16
0,92 м;
Фиг. 13. Прикрепление стойки к фундаменту
Фиг. 14. Прикрепление косой обшивки к фундаменту
Стойка прикрепляется к фундаменту анкером из полосового железа сечением
4 х 45 мм фиг. 13:
Fнетто t04 4.5 М 2 2,6 СМ2;
л 470 кг 'см.
Усилие на срез каждого из трех двусрезных болтов d 12 мм:
Тн 204 240 кг.
Расчет гвоздевого забоя по нижнеум горизонтальному кольцу.
Усилие Т 818 кгм; d 4 м.ч;
I ЮсО мм.
Необходимое число гвоздей на 1 м кольца:
m 45Т18186То74 ы 31.2 шт.
Усилия передаются фундаменту двумя болтами d 76 мм на 1 м периметра кольца фиг. 14:
г 409 428 кз-
Диафрагма. Для определения давления ветра на каждый узел диафрагмы фиг. 9 вос
q 45 4,5 0,92 185 кг.
На узлы диафрагмы действуют усилия: рг 0,95185 176 кг р2 0,6- 185 110 р 0,6- 185 110 Pi 1,6 185 295 jd6 1,8 185 333 р6 1,0 185 185 Pi 0,4 185 74 ра 0,4 185 74 р9 0,4 185 74 нормальные к поверхности башни.
Равнодействующая этих усилий фиг. 16,6:
AQ 480 кг.
р.
о 6
Фиг. 16. Определение нагруэок на диафрагму
Усилие AQ уравновешивается усилиями Хх и X2, приложенными в шести точках окружности и действующими в направлении касательных к оболочке фиг. 16, а. По ф-ле 24 получим:
яг 480. оп
, -г- 120 кг;
4 4
А лт
Х2 sin 45 85 кг.
646
М. Ф. КОВАЛЬЧУК
Применяя далее общие методы строительной механики, можно определить усилия в отдельных элементах диафрагмы. Схема диафрагмы представляет собой многократно статически неопределимую систему, поэтому определение усилий в ней довольно затруднительно. Напряжения в элементах диафрагмы можно приближенно найти, воспользовавшись ф-лал и 25 27 для кольца. Для этого представим диафрагму в несколько измененной схеме фиг. 17.
Сечение элементов диафрагмы:
F 12 10 120 см2;
W 240 смй;
г 1,5 м',
г ■- с 2,2 м
с 0,7 л;
“ 1 йг 1’467‘
При 6 0 имеем:
М 45 4,5 1,5 2,2 0,39 260 км
N 45-45 0,09-2,2 0,7-1,467-0,3 100 кг;
100
п 26 000 240
109 110 кгсл8;
при в 90
М 260
0,36
0,39
240 кгм;
N 45 4,5 2,2 0,96 430 кг;
430 120
в елку или односторонней в каждом слое на расчете это не отражается. Стыки косой обшивки можно располагать: а по горизонтальным сечениям фиг. 19,а; б по стойкам вразбежку фиг. 39, б; в комбинируя схемы а и б.
Нижние концы косой обшивки прочно прикрепляются к фундаменту.
I
2.40
3. Тонкостенная башня-оболочка градирня 1 Описание
Градирня состоит из следующих элементов: 1 основания обычно пространственной железобетонной рамы, где расположено оросительное устройство, и 2 вытяжной трубы ствола градирни, осуществляемой из различных материалов, в частности из дерева. Размеры сооружения определяются теплотехническим расчетом. Ниже дано описание конструкции ствола градирни по типу деревянных башен-оболочек. Схема сооружения показана на фиг. 26.
Конструкцию ствола градирни, так же как и водонапорной башни-оболочки, составляют четыре основных элемента:
1. Стойки из досок или брусков, направленные по образующим ствола цилиндра или усеченного конуса; по высоте стойки могут иметь переменное сечение, стыки их могут быть совмещенными или вразбежку.
Примерные схемы разбивки стыков показаны на фиг. 18. Нижние концы стоек прикрепляются к фундаменту анкерами из полосового железа на болтах или глухарях.
2. Горизонтальные кольца из гнутых досок, врезаемых заподлицо в стойки. Горизонтальные кольца увеличивают жесткость сооружения, облегчают производство работ и вместе со стойками образуют каркас, к которому прикрепляется косая обшивка.
3. Косая перекрестная обшивка по стойкам и кольцам наклонена к ним, как правило, под углом 45; обшивка может быть
Фиг. 18. Схема стоек
4. Верхняя диафрагма необходима для увеличения жесткости сооружения и уменьшения расчетных усилий. Диафрагма может быть выполнена в виде кольца, жесткого в горизонтальной плоскости, или в виде обода с металлическими тягами, направленными по хордам или по радиусу по типу велосипедного колеса.
При испытании модели башни-оболочки в ЦНИПС Я 4 м, DH 3,68 м, De 2,88 л наличие верхней диафрагмы позволило увеличить
7
Фиг. 19. Стыки косой обшивки
горизонтальную нагрузку эквивалентную ветровой по сравнению с расчетной нагрузки по Единым нормам 1930 г. в два с половиной раза. Без верхней диафрагмы при нагрузке, равной половине расчетной, модель получила настолько большие деформации, что дальнейшее загружение было прекращено во избежание порчи модели.
Для удлинения срока службы сооружения древесину градирни необходимо креозотировать хотя бы на месте постройки методом горяче-холодной ванны. Всю механическую обработку материала следует делать до пропитки. Гвозди
БАШНИ-ОБОЛОЧКИ
647
п глухари должны быть оцинкованы, болты покрыты асфальтовым лаком до и после установки.
На фиг. 20 приведена фотография модели ствола градирни, сконструированной и испытанной ЦНИПС в 1931 г.
На фиг. 21 приведена фотография градирни в г. Вольске, впервые осуществленной в виде башни-оболояки
На фиг. 22 приведена фотография строящихся градирен в Сталиногорске.
1 Проев Котлотурбины 1932 0.
2 Расчет а Нагрузки Нагрузки на башню составляются из собственного весами давления ветра рв к д.
П-
KM.Jyw ■
- ч- ' is
. ГЛ l r-m-n.
Ff: Tj
V f : к
Ti
Jr nt
ШШП : 'i f '
mm
WinU::. :.fr
-г. f v
м
-II
jVff : ’ ii'
j i i ;. i-.-£ ЙЙШ
Фиг. 20. Модель
77
£Ш
Фшг. 21. Первая градирня г. Вольск
лхг.л ' LiJSbSfi,
г.
Фиг. 22. Сталиногорская градирня
648
М. Ф. КОВАЛЬЧУК
Значение q берется по нормам, значение к из графика фиг. 1.
б Расчетные усилия от горизонтальных нагрузок
Обозначения: г радиус цилиндра; h высота цилиндра; Тг усилия вдоль образующей вертикальные; Тг усилия по касательной к поперечному сечению цилиндра горизонтальные; S сдвигающие усилия.
Ниже приведены окончательные1 приближенные вначения расчетных усилий Тг, Т и S, определенные с учетом влияния верхней диафрагмы как бесконечно-жесткого в своей плоскости диска, но бее учета влияния крутякцих и изгибающих моментов.
Ввиду того что влияние этих моментов в тонкостенных башнях-оболочках невелико, такой расчет дает достаточно точные для практических целей результаты:
1
В случае отсутствия верхнего кольца член
38
Положительное значение соответствует растяжению. Приращение Тх на погонную единицу высоты:
Тг7 Л, 1 - -1 А, - В
qh
39
Таблица 3
р
g
m
О
0
1
У
5
о
£
В
а
0
8
О
В 0Д125 COS 0
D-0,1125 Bine
о
5,7
0
0,1125
0
20
4,884
1,901
0,1055
0,0385
40
1,42
3,097
0,086
0,0723
60
4,35
2,60
0,056
0,0975
-7,537
0,356
0,0196
0,1105
90
-6,6
-0,9
0
0,11J5
100
-4,04
1,844
-0,0196
0,1105
120
2,55
2,08
0,056
0,0975
140
4,56
-0,633
-0,086
0,0723
160
0,72
0,383
0,1055
0,0385
180
-д
0
0,1125
0
3 'Ап В
0;
TiWB й 1- 5
43
44
45
dTx f Лж1 ;
величины 8S и Тг не изменяются.
в Расчет элементов башни
Расчет элементов производится в предположении, что усилия Тх воспринимаются стойками, Тг кольцами и S косой обшивкой. Ввиду того что направление ветра может быть различным, каждое сечение должно быть рассчитано на наибольшее усилие для данного сечения.
Коэфициент снижения допускаемых напряжений принимается равным 0,85.0,85 0,72, где 0,85 учитывает незащищенность сооружения, 0,85 увлажняющее воздействие паров.
Самые стойки, их стыки и прикрепление к основанию рассчитываются на растягивающее усилие Р, определяемое по формуле:
Р ТХЪ
Ох
2т
46
где дх вес вышерасположенной части башни; 2то число стоек,
Ь расстояние между стойками.
Гвоздевой забой по стойке рассчитывается на приращение Р по высоте:
47
где д собственный вес башни на единицу высоты. Количество гвоздей на единицу высоты стойки определится по формулам из условия изгиба гвоздя:
48
mi 258Й2
или из условия несимметричного смятия:
ер
то.
2 СОЗ а 23Cd
49
Г а qr 0,6 0,3 cos 0 -f- 1,05 cos 20
-f- 0,4 cos 30 0,15 cos 40 qrk; 40
sm qh £- 41
Приращение S на погонную единицу высоты
6S qcn. 42
В этих формулах f отношение расстояния рассматриваемой точки от низа башни ко всей ее высоте.
Значения АСи, В и D приведены в табл. 3; величины коэфициентов а, 0 и ft для наибольших вначений усилий даны на графиках фиг. 23, 24 и 25.
1 Вывод см. журнал Проект а стандарт 34 6 за
1933 г., стр. 27 28.
где с толщина доски косой обшивки в см; d диаметр гвоздя в см; а угол наклона косой обшивки к вертикали. Косая обшивка рассчитывается на усилие S. Поверка обшивки на сжатие см. ф-лу 32:
W 7‘.Bf. Я
Стык одной доски должен воспринять растягивающее усилие:
N, Sx, 51
где ISx сдвигающее усилие, определяемое по ф-ле 41;
60 ширина доски.
Если это условие не обеспечено, то стык в работе не учитывается. В таком случае гвоздевой вабой по стойкам если стыки расположены по стойкам фиг. 19,6 должен быть усилен см. выше. При стыках но горизонтальному сечению фиг. 19, а прикрепление досок 1 1 должно быть рассчитано на усилие:
N -aSx 52
2 sma '
БАШНИ-ОБОЛОЧКИ
649
Допускаемое усилие на один срез гвоздя: или
Т„ 258Za
Т„ 0,6. 0,72 80 34,5cd,
53
54
где с толщина доски косой обшивки.
Скрепление верхних и нижних досок 2 2 по плоскости их соприкосновения должно быть рассчитано на полное усилие Sx. Число гвоэдей на единицу длины кольцевой доски:
Sx
Т„
55
Горизонтальные кольца необходимы для обеспечения защемления гвоздя в стыках. Прикрепление обшивки к верхнему кольцу должно быть рассчитано на полное усилие Smax, возникающее у верхнего кольца и соответственно у основания.
Верхнее кольцо воспринимает сдвигающие усилия S при £ 1:
57
Произведя подстановку значений Сл и D, получим:
где
-g- qhnan sin пв, n 2, 3, 4,.
58a
58
В случае приложения такой нагрузки по внутренней стороне кольца с постоянным моменкш инерции в кольце возникают усилия:
М
Г з 7 п i 1
-ап j- cos пвJ;
59
♦1.0
♦0825
♦075
♦о so ♦00 ♦ОД ♦020 ♦о.ю 0
-025
30
-075
ш
1
-0923 -1,0 f
s
I
t
EElEC
ш
I
ж
s;
fig
Зс
г
График для определения Тг; значение а при 0 0 и 0 80:
Тг-а Фиг. 23
40
♦Ю
2.0
чо
40
-2fl
'10
-40
А -
V
с
j
s-
-v
■
V
L i
в Р
d
7
i -V s
2. у
-L
N
А-
”■“7
i.
- V,
s
V
- L
-А
-V
. V
S 1
л о
с
Fi С
П 7
- -г
-Ч
з
1
i
г з
Ч
5l_.
- L
4-
S
S 1 -
-V
■-Г-
V
-Ц-
■и
- s
-1-
“ 1
-1
С -
-7 Г-.
График для определения 6Тх; значение Р при 0 0е и 0 а 80;
Тг
Фиг. 24
с
■ZjO
.о
1.0
-го
N
г
1ЯР
за
г
7
s,
г
г
X
г
г
5
075
ТО
2.05
График для определения S; етачение при в 45е и 9 110;
S '
Фиг. 25
х
I
Гвоздевой вабой по промежуточным кольцам, где нет стыков косой обшивки, рассчитывается на усилие 6SI, где I расстояние между кольцами.
Горизонтальные кольца рассчитываются на усилие:
Я ТУ, 56
где I расстояние между кольцами.
Как правило, напряжения в кольцах не достигают допускаемых. Кольца приходится конструировать, исходя ив гвоздевого вабоя и конструктивных соображений. Желательно иметь:
it,3 1,5 м.
Q thr т. sin “: t60
N qhr A а, j cos пв, 61
где q давление ветра в кгм2; h высота башни в м; г внутренний радиус кольца в м;
2с ширина кольца; п 2, 3, 4,.
Более точно усилия в башне-оболочке могут быть определены по методу, предложенному
В. 3. Власовым 1, учитывающим влияние
■ Власов В. 3., Моментная теория расчета цилиндрических оболочек, Проект и стандарт Гв ва 1933 г. и 3 ва 1934 г.
650
М. Ф. КОВАЛЬЧУК
момента 2 в плоскости поперечного сечения оболочки. Этот метод позволяет учесть в расчете действительные жесткости башни по кольцевому сечению и верхнего кольца.
По этому методу усилия определяются следующим образом: от первого а0 и второго a cos 0 членов разложения усилия определяются по бевмоментной теории, от последующих же членов ап cos пв при ; 2 от каждого в отдельности по формулам:
Тгп “ Ча СгпФзп С8яФ4ж 4 С3яФ1п СЛпФ9п cos пв; 62
ЯГ С3пФ3п;
cos пв; 63
■S.- 2 Фгп Ь я С3„ Фъп Ф4п -f
С1п Ф, 4яj sin пв; 64
Т 1п4я С8ПФ2Я
С.Ф sdrryTtf oos где
а
П2 1 712
2 У3г
Cl
I
г радиус оболочки;
сг приведенная толщина оболочки по площади стоек;
m
m'-
VtF
8 с, 1 приведенная толщина оболочки
по жесткости колец жесткостью косой обшивки пренебрегаем; момент инерции сечения промежуточного кольца; Л0 расстояние между промежуточными кольцами:
Ф1п Chmg sin mg5 фая Chmg cos mg;
Ф3„ Shmg cos mg;
Ф4п Shmg sin mg;
g-.
r
Постоянные интегрирования Скя определяются из краевых условий.
ПРИ £ а О, И О, W О,
тогда
С, С4;
С2 па 1 ’
при
-■7.
Со
полученное из условия равенства деформации и края оболочки кольца.
Здесь Н высота башни;
G момент в верхнем кольце диафрагме; G момент в оболочке см. выше;
1ъ момент инерции сечения верхнего кольца
п Ьг 1 Rr с G ' п п2-_ 1 Sn.S',, sin пв.
Используя равенства:
С.-С., С,-;ИЬ-;
получим:
С„ Ф,.-Ф„
,Г“Т Фщ Фз С. 2Фа1 см. выше;
26 ширина верхнего кольца;
ii радиус верхнего кольца по среднему сечению.
В. 3. Власовым дано также более строгое решение задачи изгиба цилиндрической оболочки с учетом изгибающих моментов и деформаций удлинений по двум взаимно перпендикулярным направлениям вдоль образующей в по дуге поперечного сечения. На основе этого решения можно рассчитать замкнутую цилиндрическую оболочку при любых условиях закрепления по контуру х.
3 Лример расчета тонкостенной башнн-ободочки
градирни
Деревянная башня-градирня, представленная на фиг. 26, имеет размеры: радиус понизу ги 11,5 м; радиус поверху гв 10,5 м; радиус посредине г 11 м; высота h 28 м. Башня состоит из: 1 60 стоек, составленных из досок 6 х X 15 см; 2 гнутых горизонтальных дощатых колец сечением 2,5 X 16 ем промежуточные и 2,5 X 20 см в месте стыка косой обшивки;
3 сплошной перекрестной косой обшивки из досок толщиной 2,5 см, направленных под углом 45 к стойкам. По высоте башня разбита на 7 секций. В нижних двух секциях стойки составлены ив трех досок, в следующих секциях из одной доски.
а Нагрузки
Давление ветра по высоте принято постоянным рв 60 кгмг соответствует давлению ветра на высоте 39 м над уровнем эемли.
Собственный вес конструкции 105 ш.
На единицу высоты: по высоте башни:
gB_ 105 000 3750 кгм.
по высоте одной стойки:
3 750 58
9cm 65 кгм.
б Расчет стоек
При расчете принято:
г II м в расстояние между стойками:
1,15 м.
2л. 11 60
Власов В. 3., Строительная механика ободочек; гл. X, ОНТИ 1936 г.
БАШНИ-ОБОЛОЧКИ
651
Фиг. 26. Общий вид башни-градирни
Фиг. 27. Деталь А башни у основания
Полособое Железо ' 70УВ лихари Ф12
,. - _
i Ъозди ф 5
РГw-
A п у Рубероид
652
М. Ф. КОВАЛЬЧУК
Растягивающее усилие в стойке у основания: Ртлх 0,825 - 1,15 - 65 28 2 250 г;
петто
2 10 6 2 1 2 12 91,2 см2
в расчете учтены только две доски
п 2д 25 кгсмг.
Стойки прикреплены к основанию фиг. 27 хомутами ив полосового железа сечением 70 х 6 мм на глухарях d 10, I 100 мм. Допускаемое усилие на один срез глухаря по графику ТУ и Н:
Тн У72 167 142 кг.
Число глухарей:
2 250
m 142
16 ШТ.
в Расчет стыков стоек
Наибольшее растягивающее усилие, передаваемое на стык, имеет место на высоте 20 м:
р 0,53 -у-2 1,15 65 8 2 090 кг.
Для гвоздей d 5, I 150 мм имеем:
Ти 64 кг
иэ условия изгиба гвоздя или
Тм 56 кг
из условия смятия гнезда при а 28 мм. Необходимое количество гвоздей в стыке:
2 090 ,
m ТГьТ 17’4 шт'
Поставлено 20 шт. Это количество гвоздей сохраняется одинаковым для всех стыков
г Расчет горизонтальных колец
Расстояние между кольцами 1,33 м. Наибольшее усилие:
Г2 1,8 11,0 60 1,33 1580 кг;
Fнетто 2,5 40 СМ,
л -450 - 39,5 кгсм.
Расчет косой обшивки. Наибольшее сдвигающее усилие S 2,05 ’60-28 3 450
кгм.
Толщина косо£ обшивки:
с 2,5 см.
Стрела выгиба обшивки при длине дуги 1,2 м и ги 11,5 м, е 1,58 см:
h _ 0,5 120 V2 _ о,,
и 2,5 '
Усилия S передаются к основанию анкерами из полосового железа сечением 70 х 6 мм, заделанными в бетон.
Между стойками поставлено по 2 анкера фиг. 27:
S 1,2 3450 2 070 кг.
п Благодаря защемлению и достаточно большой жесткости полосового железа в плоскости действия усилия можно положить, что нагели работают равномерно.
Необходимо число глухарей нагелей d 12, I 80 мм с допускаемым усилием Т 205 кг:
2 070 лп л т а, 10,1 шт.;
205
поставлено 12 шт.
д Расчет гвоздевого забоя по кольцам
Кольцо у основания фиг. 27:
шах 3 450 кгм.
Для гвоздей d Ъ, 1 150 мм: из условия изгиба гвоздя:
Т„ 258 0,52 64,5 кг;
из условия смятия гнезда косой обшивки:
2 0,72 80 2,5 - 0,5 72 кг;
Число гвовдей на 1 и кольца:
_ з 450 _ 34 шт j
1 К 2 72
3 450 пп т2 2 64,5 _ 27 ШТ-
Число гвовдей в промежутке между двумя стойками с запасом 10 на попадание в щели будет:
то 341,2021,1 45,5 шт.
Поставлено 42 гвоздя и 12 глухарей.
Ко льца в местах стыковсекций
Секции 1 2 фиг. 28:
-5 1. 6 60 28 2 700 кгм.
Для гвоздей d 4, I 100 мм:
Ти 34,5 2,5 0,4 34,5 кг.
Число гвоздей на 1 лс для крайнего кольца:
2 700
тп1
V 2 34,5
поставлено 64 шт.
Для среднего кольца:
2 700
1,1 61 ШТ.
т2
34,5
1,1 86 шт.З
поставлено 88 шт. в шахмат.
Секции 2 3 фиг. 29 :
S 1,12 60 28 1 880 k.’jh.
Число гвоздей на 1 м: для крайнего кольца:
1 880 л я гл к
т, 1,1 42,5 шт.;
1 V 2 34,5
поставлено 48 шт.; для среднего кольца:
т21зЕ-1Д60шт‘;
поставлено 64 шт.
Секции S 4 фиг. 30:
S 0,7 60 28 1180 кгм.
БАШНИ-ОБОЛОЧКИ 653
051 -5 tngcoQJ 8-h2l-tZH
Л
UL
ггн-зи 9
ll
2
.roZ
tr
Ш
1-03 03-1 8 l ог 4
L 9
86
Г
£
£
OSk-7'Ф ngeogj 03 f- 02 -0M- 8 31 34
J-
L1.BWW
4
ssuBnuies
9elKtf
ill I i
J I L
9
L g
66
02
J e L 03 J 0 L b-I
оои7'о 'ъФпесоу
Фиг. 28. Деталь Б к фиг. 29 Фиг. 29. Деталь В к фиг. 26
664
М, ф. КОВАЛЬЧУК
Число гвоздей на 1 ис для крайнего кольца:
т -А.80 1,1 26,5 шт.;
1 V 2 34,5
поставлено 32 шт.
Для среднего кольца:
т Щр 1,1 37,6 ШТ ’
поставлено 40 шт.
Это количество гвоздей сохраняется во всех остальных стыках.
Число гвоздей, d 5,5, I 125 мм на 1 jk:
1 850. _
Шх “ 32,5 2,5 0,55 1,1 “ 45‘5 ШТ
Конструкция мостика показана на фиг. 31 и 32.
е Гвоздевой забой по стойкам Нижняя секция фиг. 27:
SP 4,827 60 1,15 65 915 кгм;
О
in
о
о
15-
г
■ai
i-
lO
oo
T
T
о
S
iT
-a
4
о
TN
U
LOLO_
oocp.
Промежуточные кольца фиг. 30:
6S 3,097 60 1,33 320 кг.
Число гвоздей d 4, Z 100 мм на 1 л: 320
то
32,5-2,5-0,4
1,1 11 шт.;
поставлено 20 шт.
Прикрепление косой обшивки н верхнему кольцу фиг. 31:
£ 1,1 60 28 1850 кз.
на всю высоту секции:
915 4 3 660 кг.
Число гвоздей d 4, I 100 мм на секцию:
то
3 660
32,5 2,5 0,4
1,1 124 шт.;
поставлено 126 шт. Секция 2 фиг. 28:
6Р 3.5 -1,15 65 680 кгм.
БАШНИ-ОБОЛОЧКИ
G5B
На всю высоту секции:
Р 680 4 2 720 кг;
2 720 л л
т ЙЛГ. 2,50Л ' 14 92 ШТ';
поставлено 99 шт.
Верхняя секция фиг. 31:
дР 2,9. 1Д5 65 575 квА.
На всю секцию:
575
т
32,52,50,4
1,1 19,5 шт.
Поставлено:
76
т г 19 шт.
Основные размеры:
г 10,5 м; 2с 1,2 м;
7 for-
Сечение пояса:
брутто 500 см;
'нетто 0,7 500 350 СМ Для внутреннего пояса:
q 0,90;
стрелка выгиба:
е 0,00137 1 050 1,45 см.
Вид по стрелке А
Гбоэди ф 51 ‘ Ы
Фиг. 31. Деталь Д разрез мостика к фиг. 26.
среднее по высоте количество гвоздей на 1 м с учетом гвоздей, забитых в стойки через кольца, равно т 22,2 19,5 шт.
В секциях 3,4,5 п 6 гвоздевой забой по стойкам аналогичен гвоздевому забою в верхней секции фиг. 29 и 30.
Верхнее кольцо запроектировано по типу сквозной фермы с гнутыми поясами фиг. 32. Нагрузками на кольцо являются усилия S при f 1:
Расчет верхнего кольца производится по ф-лам 59, 60 и 61. Ниже приведены лишь основные данные расчета.
Для наружного пояса:
W 1 750 см8; р 0,88 е 0,00137 1 200 1,65 см.
При в 0:
М 33 000 кем; N zz 11 000 ksv Усилие в наружном поясе:
N 22 000 г.
Усилие во внутреннем поясе:
N 5500 27 500
13 000 кг
М, Ф. КОВАЛЬЧУК
При в 90:
М 30 500 кгм;
N 10 200 кг.
Усилие в наружном поясе:
Л7 _ 10 200 _ _30 500_ _
2 1,2 “
5100 25 400 20 300 кг. Усилие во внутреннем поясе:
N 5 100 25 400 30 500 кг.
Поверка напряжений: во внутреннем поясе:
30 500 , 2 30 500 1,45 „ , п 350 Т 9ТйП 99
П
2 460 33 000
0,9-500
.2 33 000 1,45 100 к 2.
Т 2460 ПО 86’5 '
в наружном поясе:
2 200 , 2 2 2001,65
-;v з -750- 77 кгсм-,
350
_ 20 300 ,2 20 200 - 1,65 100
0,88 500 3
1 750
110
58 кгсм2.
Фиг. 33
Усилие в раскосе:
при 0 ас 45 поперечная сила Q 5 300 кг.
Р Ш45‘ 7500 К3 cos 45
Раскос прикрепляется к поясам нагелями d 16 мм. Допускаемое усилие на один срез нагеля:
Тн 0,5 5 1,6 0,85 80 272 кг.
Число четырехсрезных нагелей для прикрепления раскоса:
7 500 -
пг - 7-
4 272
Поверка раскоса на продольный изгиб:
Fбрутто 5 18 2 180 сМа;
I 120 У2
h
л г
2 5 Рг 0,60; 120 V2
17;
22,3;
7,64 ру 0,82;
9 РЧу 0,60 0,82 0,49;
n T80T0oW 85 КгСМй-
Как видно, кольцо получается довольно громоздким. Кольцо можно облегчить постановкой тяг, направленных к центру, где они прикрепляются к жесткому диску по типу велосипедного колеса.
Для того чтобы обеспечить возможность установки тяг без устройства лесов, в каждой тяге должны быть сделаны два шарнира: один около деревянного кольца, другой возле центрального жесткого диска. При наличии этих шарниров все тяги могут быть заготовлены на земле, затем подняты и установлены после изготовления башни. Концы тяг осаживаются на всю длину нарезки. Во избежание быстрого ржавления тяги следует покрыть асфальтовым лаком, суриком на масле и т. п.
Усилия в тягах определяют расчет кольца. Так например, для кольца с восемью тягами фиг. 33 усилия можно определить следующим образом: стержни 0 и 4 не работают сжаты, в стержнях i, з9
5 ж 7 ввиду симметрии внешней нагрузки возникают равные усилия Хи а в стержнях 2 и 6 равные усилия Хг. Если за основную статически определимую систему принять кольцо, то два неизвестных усилия Хх и Хя могут быть определены из уравнения:
JM2iZA527, 0.
Для приближенного вычисления 5щ. можно пренебречь влиянием нормальных и поперечных сил, определяя дм по формулам:
■ Mi Mk ds
ik J EI.
a
Для определения Mx и Mt следует использовать имеющиеся расчеты кольца, загруженного сосредоточенными силами, направленными в противоположные стороны 1 по диаметру.
Для определения Мр следует использовать приведенный выше расчет ф-ла 59 кольца, загруженного касательными усилиями:
Sqh-l-C-D
или в развернутом виде:
S qh 2a2sin 29 3a3 sin 30 4- 4a4 sin 40,
причем для определения усилий в тягах можно ограничиться первыми двумя членами, имеющими коэфициенты
А И Gt
1 Проф. Тимошенко С. И., Сопротивление материалов, ОЫТИ.
БАШНИ СИСТЕМЫ ШУХОВА
657
Иною. М. Ф. КОВАЛЬЧУК
V. БАШНИ СИСТЕМЫ ШУХОВА
1. Общие сведения
Деревянная башня системы Шухова представляет собой однополый гиперболоид, образованный из прямых стержней, наклоненных к горизонту под углом 70 75 и пересекающихся между собою под углом 30 40. Для того чтобы во всех пересечениях стержней обеспечить совпадение их граней, приходится стержни скручивать, принимая за ось кручения образующую гиперболоида, или в точках их пересечения делать специальные подрезки. Пересечения являются наиболее ответственным местом конструкции; при неправильной заготовке пересечений неправильном устройстве подрезок или отверстий для связей сборка башни затруднительна и даже невозможна; поэтому места пересечений должны быть строго рассчитаны и тщательно, точно по проекту изготовлены.
По длине одного стержня пересечения располагаются на разных расстояниях, а в случае подрезок имеют разный вид и разную ориентацию друг относительно друга; в то же время они стандартны для всех стержней о дного направления. Таких направлений только два прямое и обратное, следовательно по типу пересечений должно быть два типа стержней. Для каждого яруса подрезки в точках пересечений одного направления отличаются от подревок второго направления лишь ориентацией, но не размерами. В точках пересечения стержни скрепляются болтами, причем отверстия для болтов в одном из двух скрепляемых стержней лучше просверлить в момент сборки сооружения.
По высоте башни ставятся горизонтальные диафрагмы жесткости, обеспечивающие устойчивость как отдельных элементов ее, так и всего сооружения в целом. Эти диафрагмы, как правило, приходится делать из прямолинейных элементов можно из кружал. Ввиду того что башня имеет переменное по высоте сечение, диафрагмы отличаются друг от друга как конструкцией, так и размерами. К стержням башни диафрагмы прикрепляются болтами; для облегчения сборки болтовые отверстия могут быть сделаны заранее. Верхняя диафрагма должна кроме того воспринять и передать стержням башни вертикальную нагрузку например от водонапорного бака.
Элементы верхней диафрагмы, работающей на поперечный изгиб от вертикальных нагрузок, выполняются в виде балок составного сечения, которые лучше всего конструировать путем простого сплачивания без рабочих соединений или в крайнем случае на плотных соединениях типа пластинчатых нагелей и т. п. Сопряжение стержней башни с основанием проще всего осуществлять непосредственным упором стержней и заделкой анкеров в бетонный или каменный фундамент; концы стержней покрываются суперобмазкой, а между деревом и бетоном прокладывается толь или рубероид. Фундамент можно осуществлять в виде кольца или отдельных столбов. Кроме передачи давления на грунт фундамент должен обеспечить собственным весом
и весом лежащей на нем земли воспринятие растягивающих усилий от анкеров.
Рекомендуется применять креозотированный лес и оцинкованные или покрытые лаком болты; в таком случае даже незащищенная конструкция может без ремонта стоять десятки лет.
Достоинствами описанной конструкции являются: 1 малый расход материала; 2 надежность в работе, ибо многократная статическая неопределимость обеспечивает взаимную поддержку отдельных элементов х; 3 сборность, разборность и приспособленность к заводской заготовке; 4 хороший внешний вид, лучший, чем у прочих решетчатых башен.
Недостатком конструкции являются сложность ее проектирования и изготовления, обязательное требование тщательной заготовки элементов и разбивки фундамента.
2. Расчет
Нагрузками на башню являются: 1 собственный вес, 2 вес водонапорного бака и т. п., 3 горизонтальная нагрузка от ветра.
Подсчет ветрового давления может быть произведен по формуле:
Рв
где к следует принять равным 1,4; величина скоростного напора q берется из норм.
Поверхность сопротивления ветру может быть принята равной сумме боковых поверхностей всех стержней:
F 27со 2 mla, 1
где 2т число стержней;
I длина стержня;
Ъ ширина стержня.
Нагрузка на единицу высоты башню
о kq 2та. 2
Усилие в стержне слагается из усилий от вертикальной нагрузки, изгибающего момента и поперечной силы.
При симметричном опирании верхней площадки и симметричной вертикальной нагрузке на каждый стержень приходится одинаковое по величине и по знаку усилие:
NP 2т cosj ’
где Р вертикальная нагрузка;
2т число стержней;
Р угол между вертикалью и направлением стержня.
При несимметричном опиранйи верхней площадки или несимметричной нагрузке усилия в стержнях от вертикальных сил следует определять с учетом влияния этих факторов.
При определении усилий в стержнях от горизонтальной нагрузки и момента предполагается, что поперечное сечение башни после загружения не меняет своей формы. При наличии жестких
1 Испытание модели в ijo н. в. в лаборатории ЦНИПС дало коэфициент эапаса всего сооружения в целом к 2,9.
658
М. Ф. КОВАЛЬЧУК
диафрагм это допущение вполне уместно и не дает больших отклонений от точного метода расчета. При этом башню в целом можно рассматривать как консоль, защемленную в фундамент.
Допустим, что стержни воспринимают лишь осевые усилир. Применяя принцип независимости действия сил, определим усилия в стержнях отдельно от поперечной силы Qz и отдельно от момента Мг.
Тогда усилия в стержне, наклоненном к направлению ветра под углом в фиг. 1, выразятся следующими величинами.
От воздействия п оперечной силы Q в стержнях башни возникают усилия:
Nq х sin 0, 4
где х усилие в стержне при в 90.
Справедливость этой формулы очевидна из следующих соображений. Проведем плоскость через стержень и касательную к окружности рассматриваемого сечения.
Разложим в этой плоскости усилие Nq на две составляющие: iV, по касательной а Ъ и Nt по нормали к касательной с d фиг. 2.
Фиг. 2
Все усилия Nt пересекаются в одной точке на. оси башни вне рассматриваемого сечения и должны дать равнодействующую, равную нулю, так как при загружении силой Q, приложенной в плоскости рассматрива
емого сечения, внешний момент и вертикальная сила KoC™baBHSfeQ.bHO Рабствующая усилий
Изменение Nx по 0 пропорционально перемещению в направлении касательной а Ь в точке, расположен, ной под углом 0 1; это перемещение будет равно л sin в 5е наиболыпее перемещение по направлению о фиг. 3. Таким образом:
iVj ar0 sin8 в, 5J
где х0 частное значение Nx при 0 90. Равнодействующая всех сил iVx:
2 o sin8 в Qef 6
откуда:
7
Qs
Qs
т
Л Sin2 в
это есть проекция усилия х на касательную; отсюда:
Qz 1
т sin р sin ®
Значение со видно из фиг. 2.
Усилие:
дг _ Qz sin в
Я т
х 8
sin 0. sin о2 От действия изгибающего момента Mz в каждой точке, расположенной под углом в
Фиг. 4
к направлению ветра нормально к поперечному сечению башни, возникает усилие:
cos в.
тгг
10
1 Строгое водится.
доказательство этого положения не при-
БАШНИ СИСТЕМЫ ШУХОВА
659
Разложим это усилие на три составляющие фиг. 4:
т, М2 cos о
N mra cos-0-п0 направлению стержня,
q'z перпендикулярное к направлению ветра в плоскости поперечного сечения башни и на
qe cos cos 0 to параллельное
направлению ветра тоже в плоскости поперечного сечения башни.
представляет собою поперечную силу, направление- которой обратно направлению ветра, т. е.:
■“ tg 3 2 cos 0 cos 0 о 11
2 tg £ cos а 12
Влияние 2 qz на усилие в стержнях башни
определим так же, rfaK это было сделэно выше для силы см. ф-лу 9, а именно: усилие в стержне, наклоненном под углом б, будет:
. iiin. ,13
т sin3 sin со' '
В результате усилие в стержне от действия только изгибающего момента Ме будет:
siH_ 14
COS5-tgfl 1
Полное усилие в стержне от горизонтальных
или
кг М cos в М2 mrz cos р ' тг2
нагрузок и момента:
N __ CQS 0 I,
2 mrz cos р
sin в
Qz sin 9
cos p tg со m sin p. sin a ’
15
где Qe равнодействующая горизонтальных сил, расположенных выше сечения z.
Необходимо учесть, что члены с множителями sin о и tg он могут менять знак, так как угол имеет два знака, соответствующих прямому или обратному направлению стержней.
Фиг. 5. Фасад
Фиг. 6. План расположения стержней и фундамента
Водонапорная деревянная башня по тйпу сетчатых металлических башен инж. Шухова В. Г. высотой h 13,0и м
под бак емкостью 40 м воды
Равнодействующая усилий q равна нулю, равнодействующая же усилий q3, равная 2qs,
В ф-ле 15 знак минус соответствует сжатию, знак плюс растяжению.
660
М. Ф. КОВАЛЬЧУК
3. Пример расчета водонапорной башни высотой 16,7 м
Конструкция
Башня несет бак емкостью 40 л3. Напор Н 13,27 м фиг. 5.
Башня составлена ив 16 стержней фиг. 6 и 7 8 прямого и 8 обратного направления, наклоненных под углом 17 к вертикали.
Стержни башни длиной 18,7 м и сечением 15 X
X 15 см в точках пересечения имеют подрезки,
площадку; верхний обрезан по кругу диаметром 3,98 см, т. е. на 2 см меньше диаметра бака. Бак опирается днищем. По высоте башни поставлены две промежуточные диафрагмы. Нижняя диафрагма фиг. 9 запроектирована из брусков 12 X12 см в виде двух пересекающихся четырехуголь ников, скрепленных в точках пересечения болтами, благодаря чему система представляет собою жесткую конструкцию.
Средняя диафрагма фиг. 10 запроектирована в виде восьмиугольника из досок 10 х 25 см. Неизменяемость системы обеспечивается связями
60
пты
31,4
г
-1-79.7-
369
ЬЬмм
el28-
-146
-184-
нз;
ll
:4 4А и „лаза
1C
Jbonm ф 16
■1150,7-
N 1
-184-
болтфЪ
I Г373Н -30 Ь-4- 52.3
26 0
болт ф 16
Г
ЗЕ
Ь Ьопты Ф 16
-йЦ-й-“ -ioL-509 JioL-
530,1 -
Болт д 16
Г1Ё
В,
Z3
■ 526.8 к:
3.5
У.5
-ЗиН 20213
ТГв rpsa
л 1
гч 1
1 1
Ь-ГГ '
1
6оптф 16
N 2
JC
1111Г ”4:
1СЗС
5ГЩ1
FrtilEL
го.91болты Ф16 -40,9
ЦТ”
11 I
ufJ
лс■
-F2
l-зо-
“52.3 1
0 9-
-454.5-
£
-454.5
■с
Фиг. 7. Стержни к фиг. 5
IK.
-457-
450
3
Болты 416 мм
зс®
болты ф 16 мм
-г-i I г IEEE
Ш
4547-
Ъ Ч-Н-. 4Г
184 1
I -ч 1 14
► Й
I к
В дающие ослабление сечения не более 12,5, а по длине возле диафрагм 2 стыка вполдерева.
Наверху поставлена жесткая диафрагма-площадка фиг. 8а, 86, ,8в, 8г и 9, запроектированная четырехъярусной из четырех четырехугольников, повернутых один относительно другого на 45 и скрепленных в точках пересечения болтами.
Элементы диафрагмы имеют сечение 20 х 17 см. Сверху на диафрагму уложен разреженный перекрестный угол 90 настил из брусков 10 х 10 см; нижний слой настила образует прямоугольную
в виде четырехугольника и элементами АВ и CD фиг. 11 мостика для лестницы, которая выше средней диафрагмы расположена снаружи башни.
Размеры элементов обеих промежуточных диафрагм назначены из конструктивных соображений. Для отдельных элементов допускалась гибкость Х90.
Фундамент башни фиг. 12 запроектирован в виде восьми отдельных 6 го иных столбов, связанных между собою понпзу замкнутым ленточным железобетонным фундаментом. На столбы попарно опираются стержнем башни, заанкеренныев бетон при помощи полосового железа. Лен-
БАШНИ СИСТЕМЫ ШУХОВА
661
точный фундамент вообще не обязателен, но в данном случае оказался необходимым из-за условий грунта, допускающего давление не свыше 0,4 кг см3.
Геометрические данные фиг. 13. Диаметры гиперболоида: DH 6,27 л; De 53,44 м.
Расстояния пересечений вдоль образующей от фундамента:
1 5 801
2 7 907 мм s8 9 760 s4 ll 590
tg о 1; sin т 0,707.
Вертикальные нагрузки:
Собственный вес бака. 3 000 кг Вес верхней площадки 900 диафрагмы 1 400
башни. 3 200
Вес воды
Итого 8 500 т 40 000
Всего 43500 кг
Фиг. 8а. Верхняя диафрагма.к фиг. 5
Основные углы:
17е; cos Р 0,957; sin ft 0,2924; Л 455
Ветровые нагрузки. Ветровое давление по Единым нормам для 2-го района q 70 кгм2.
а Давление на бак:
Wi 0,6-70 4,14-3,6 625 кг;
б на верхнюю диафрагму-площадку:
Wt 1,4 70 0,9 5,1 440 кг;
662
М. Ф. КОВАЛЬЧУК
в Давление на башню:
wz. 1,4-700,15 -13,0-16 3 000 кг.
Поверка устойчивости башни:
Вес фундамента 23 ООО кв
сооружения 8 500
Итого 31 500 кг
Опрокидывающий момент фиг. 14:
М0 625 16,1 440 13,85 3 000 7,21
37 700 кгм.
Момент устойчивости без учета веса земли на фундаменте:
Му 31 500-3,742 118 000 кгм.
ЮД
. J
7-5Г
107,6 Т67’
Ч-
5
243 -
Ъго
1171
4119 1 53,8 4 15Z 260 К
22j6N
_L5Z_
.
510
бол77 019 f- 82 i f5,7 22,6
jулл J I S
тГ
3
20
болт ф
болт 0197
-п гт
I1
-Li £
'7.5
-17 '20.2
т 8.5
ч29,Зг
29,3
1
20.2 16,7
’’ft
il n-
-158,5-
-20
V.
15,7 20,2
45.7
45
20
243
’u- 208
1ПТ, ly
1 f
КйОЧ
243
16,9 1
Щ20
g., л
3E
260
317
Д-Л ■
15,735,8
П
ИШ.
20
17J
Фиг. 86. Детали верхней диафрагмы к фиг. 8а
БАШНИ СИСТЕМЫ ШУХОВА
663
Коэфициент устойчивости:
118 ООО л.
’ 1ШГ 3'1-
Расчет верхней опорной диафрагмы площадки. Диафрагма состоит из четырех четерехугольников в четыре яруса, довернутых относительно друг друга на 45 фиг. 8.
Можно принять, что нагрузка от бака передается равномерно по контуру ABCDEFKL фиг. 15.
4D
1-й ярус верхний 2-й ярус
Расчетные пролеты элементов: 1г 217 см;
12 205 см; 13 193 см; lt 181 см.
Усилия в долях О: хл 0,5120; я, 0,461 Q; х3 0,406Q; 0,567Q;
п 3 000 900 40 000 V 8
откуда:
хг 2 820 кг; х2 2 540 ж4 3120 кг.
5 500 кг, кг; х3 2 230 кг;
©
Л
3-й ярус
4-й ярус
Фиг. 8в. Схема, расположения элементов верхней диафрагмы по ярусам к фиг. 8а
Узел В
б ф 19, гайка снизу
Вертикальный разрез
Л f
У
щ
,
' J
' Т
Г
Б.
ъ
ш
'vni7-5
26 A f -£.
Г
Вкладыш го. 17
г
ттЬ
1
СП
I
р20-
см
_1
1
А
1
План
Вкладыш
♦
12.5f-22-
i
i
г-
1
оо
I
-►34 Jg
Вследствие симметрии системы и нагрузки соответственные элементы каждого четырехугольника работают одинаково. Расчетные же пролеты отдельных элементов, работающих на изгиб, вследствие уклона стержней у разных четырехугольников различны. Исходя из этого, достаточно рассмотреть работу четырех совместно работающих балок фиг. 16 по ‘одному элементу ив каждого четырехугольника.
Приравнивая между собою прогибы в точках пересечения балок, получим систему двучленных уравнений, из которых нетрудно определить значения неизвестных сил х1г х2, х3 и хЛ.
Опорные реакции: R 70юг; R -1-210кг; R3' 2 230 кг; R 3 120 кг.
Вес диафрагмы дает дополнительную нагрузку:
Полное значение опорных реакций
70 44 26 кг Ro 210 44 254 R3 2 230 44 2 274 ■R43 120 -- 44 3 164
664
М. Ф. КОВАЛЬЧУК
Поверка напряжений в элементе диафрагмы фиг. 17. Расчетный изгибающий момент:
М 3 120 -Ш2107’6 114 ООО кгсм
момент сопротивления:
W 1 ООО см; площадь сечения:
F 300 см1;
Q_ _ 2 565 _
т
8
320 кг;
82 0,967 320
0,2924 0,707 получим:
320
COS 0
J sin 0;
114 000 , 3 164 17
1 000 г 300
Перенапряжение:
117-110
110
114 3 117 кгсм2. 100 6,5.
Ne
Г 82 L 0,957 полагая 0 90
я. -„‘V, -.лп™тг ‘465
Свободная длина стержня от фундамента до первой диафрагмы
£, 450 см
Радиус инерции:
г 4,34 см;
Увел А
Вертикальный разрез
76,2-
Вкладыш
tauko снизу
Расчет стержней. Принимаем, что усилие от ветра в каждом отдельном стержне по всей длине его постоянно; этим самым выключаем из работы промежуточные диафрагмы.
Давление ветра на башню распределим пополам между верхней диафрагмой и фундаментом.
Таким образом в сечении верхней диафрагмы действуют усилия:
Ме 625 1125 кгм;
Qe 625 440 3- 2 565 кг;
Mz
ттг
1 125
8 1,72
5 82 кг;
9 0,256; д 25,6 кгсм;
брутто 225 СМ.
Расчетное усилие:
N -gjl _3-2.00 1465 cos 1 2m cos Р 1
254 3 164
3 200
1465 5270 кг;
0,957 16,0-0,957
П yi® 23,5 25,6 кгсм.
БАШНИ СИСТЕМЫ ШУХОВА
666
Расчет стержней при отсутствии Расчет прикрепления к фунда-
воды в баке: менту фиг. 12
Л,. 3 900 „ел Усилие:
’ ' 2 ’ JV Tl 65 32 2421 3 200 12 4432 а; L
1 1180 210 970 кг.
ж 0 406 900 198 кг
8 ’ 8 ’ Поставлено два двухсрезных болта 0 16 мм:
R'9 198 44 242 кг. Ги 428 кг.
Фиг. 9. Нижняя диафрагма к фиг. 5
€66
М. Ф. КОВАЛЬЧУК
Усилие на один срез нагеля:
71 4
Тн 242 428.
Расчет первого стыка Усилие:
N 1180 -I 210 1 040 кг.
О
Поставлено 4 односрезных болта 016 мм. Усилие на один срез:
Тя 260 428 кг.
Расчет второго стыка
Усилие:
N 1180 1110 кг.
Поставлено 4 односрезных болта 016 мм.
Усилие на нагель;
Тн 278 428 кг.
Расчет сопряжения верхней диафрагмы со стержнями. Сопряжение запроектировано для нижнего бруса в виде крестовой врубки, для верхнего простым упором в торец стержня фиг. 17.
Доска 5x5
Доска fQx 2.5
Железная
накладка
”1д-4’
51 1. V
ж
р
45
Кг;
9.5-
Фиг. 10. Средняя диафрагма к фиг. 5
БАШНИ СИСТЕМЫ ШУХОВА
Наибольшее усилие от вертикальной нагрузки:
3 164 кг.
Усилие в стержне от ветра:
N 1 465 кз.
Фиг. 11. Схема средней диафрагмы ос фиг. 5
Предполагается, что это усилие распределяется поровну между верхними брусьями А и нижними Б. Таким образом усилие на врубку:
1 465 7Qo мд
р 733 кг.
В нижнем брусе это усилие разлагается на две площадки а Ь и Ъ.
Усилие на площадку а Ъ:
рг 0,72 3 164 0,89 733 2 932 кг.
: Коэфициенты 0,72 и 0,89 учитывают разложе
ние усилий по направлениям, перпендикулярным а Ъ и Ь с:
Fab 92 см2' пс ЦР 32,2 35,5 кгем2.
Усилие на площадку Ь с:
р2 0,95 3 164 0,77 733 3 565 кг;
Fi_e 125 см;
пс 28,5 30 кгсм.
Поверка на скалывание конца:
Ft 543 сл2;
г 5,4 10 кгсм2.
Накладки 70x5
iBmpgибоЬанныО щебень Фиг. 12 Фундамент к фиг. 5
Фиг. 14. Схема нагрузки к фиг. 5
668
Г. А. ЦВМНГМАН
Поверка напряжения в сопряжении стержня с верхним брусом
План
Усилие:
Фиг. 15. Схема верхней диафрагмы к фиг. 8а
254 733 0,957 955 кг;
FCM 133 см2;
оке;
пе J33- 7,2 20 кгсм8.
Расчет болтов. Усилие на болты при отсутствии воды в баке:
N 733 32 701 кг;
1У„ 47 кгсм2;
болт:
d 19 мм;
Тн 0,5 1,62 1400 47 330 кг. 350 330 кг.
Усилие на болт: 701 2
Перенапряжение:
330 100 6.
-j Я1
vw. jr
верхнии ■ ь
2иярус
Яг
Л
h
Л
ЯА
-107.6-
Л
Фиг. 16. Схема нагрузок на верхнюю диафрагму
ЛИТЕРАТУРА
1. Петров Дм., Железные водопроводные башни, их назначения, конструкции и расчеты, 1911 г.
2. Проф. Гениев Н. Нм Водоснабжение железнодорожных станций, ОГИЗ, Гострансиздат, 1932 г.
3. Подольский И.С. Пространственные фермы, Госудгр угвенное издательство, 1931 г.
4. li и с ч и к о в В. Г., Фермы, Справочник Промстройпроекта, т. II.
Фиг. 17. Сопряжение стержня с диафрагмой к фиг. 5
5. Гришкова Н. П., Лысков В. П. и Пеньков А. М., Расчет башен системы Шухова на прочность и устойчивость, Вестник инженеров и техников 7, 1933 г.
6. Лысков В. П., Устойчивость цилиндрических сетчатых оболочек, Военно-инженерная академия и Гипростальмост, Металлические конструкции, сборник статей, Госстройиздат, 1934 г.
Доц. Г. А. ЦВИНГМАН
VI. СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ МОКРЫЕ СИЛОСНЫЕ BAJ
1. Общие сведения
Мокрые силосные башни представляют собою сооружения правильной призматической njin цилиндрической формы, диаметром от 3,0 до 7,5 м и высотой от 5,0 до 12,0 м, служащие хранилищем для силажа х.
Хранение корма в силосных башнях имеет следующие преимущества:
1 потеря кормом питательных веществ, при хранении в ямах доходящая обычно до 30 35, в силосных башнях не превышает 10;
1 Силаж корм для скота.
2 возможна полная механизация подачи силосного корма скоту, поскольку башни располагаются непосредственно у скотного двора фиг. 1.
Деревянные силосные башни впервые появились в Америке в конце прошлого столетия и сразу tee получили там широкое распространение. В настоящее время в Америке эксплоатируется несколько сот тысяч таких башен разных емкостей и конструкций. Создание в СССР совхозных и колхозных товарных ферм и широкое развитие животноводства требуют правильной организации кормовой базы, немыслимой без развернутого строительства силосных сооружений.
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ МОКРЫЕ СИЛОСНЫЕ БАШНИ
669
В СССР строительство деревянных силосных башен по американским образцам началось в 1930 г. Применение американских конструкций в наших условиях сразу же выявило много недостатков их.
После долгих опытов исследования различных типов башен как американских, так и разработанных в СССР удалось создать удовлетворительные формы, пригодные для массового строительства.
2. Классификация
Деревянные силосные башни могут быть разбиты на следующие группы.
По емкости: 1 малой емкости в 50,80 и 100.и8; 2 средней емкости в 150, 200 и 250 мя и 3 большой емкости в 300, 350 и 400 450 мг. Опыт последних лет показал, что деревянные силосные башни имеют наивысшие технико-экономические характеристики при средних и особенно при больших емкостях.
При емкости в 300 л3 башни имеют диаметр около 6,0 м и высоту 9,70 м при емкости в 450 мг диаметр около 7,2 м и высоту около 10,7 м. Деревянные силосы малой емкости диаметр менее 3,0 м и высота от 5,0 м встречаются редко и не стандартизированы.
По типу конструкции силосные башни могут быть:. 1 клепочно-обручные, 2 гнутонастильные со стойками, 3 рубленые многогранные.
В настоящее время на основании опытных исследований признаются наиболее рациональными: для средней емкости клепочно-обручные башни; для большой емкости гнуто-настильные со стойками. Рубленые многогранные силосные башни ввиду значительной трудоемкости их в работе и большого расхода лесоматериалов наименее практичны.
По очертанию в плане различают силосные башни:
1 четырехугольные;
2 многоугольные;
3 круглые.
Четырехугольные башни являются одними из наиболее старых типов и в настоящее время совсем не применяются. Многоугольные рубленые башни применяются лишь в лесистых местностях СССР. Круглые башни являются основной стандартной конструкцией для массового заводского изготовления и освоены в наибольшем масштабе как в СССР, так и за границей.
3. Конструкция
Силосная башня состоит иэ трех основных частей:
1 нижней подземной в виде ямы глубиной до 2 м с подпорными стенами, являющимися одновременно и фундаментами башни;
2 средней надземной конструкции самой силосной башни;
3 верхней кровли-шатра для защиты сооружения от атмосферных осадков.
В целях облегчения эксплоатации силосных башен удобства их загрузки и разгрузки по всей высоте башни устраиваются специальные отверстия-люки, располагаемые обычно один под другим. В местностях с суровым климатом люковая рама ограждается снаружи специальной пристройкой в виде шахты с окнами, лестницей, площадками и тамбуром внизу. В южных местностях люковая рама обычно не защищается шахтной пристройкой, остается открытой и имеет только лесенку для подъема и спуска.
Конструкция основания и днища силосных башен может быть различна. Необходимо различать силосные башни: 1 на кирпичном, бутовом или бетонном основании с днищем из тех же материалов; такие конструкции являются наиболее капитальными, но вместе с тем и наиболее дорогими; 2 на деревянных стульях с бетонным днищем и 3 на ростверковом основании с глиняным днищем.
Кровельное покрытие силосных башен представляет собою обычно шатер простой конической формы или в виде нескольких ярусов усеченных конусов. Каркас шатра обычно конструируется из досок, брусьев или пластин и несет тесовую, глиняную или этернитовую кровлю.
Устойчивость силосных башен может быть обеспечена: 1 только заанкериванием башни в основании и 2 заанкериванием дополнительной расчалкой вантами.
Вантовые крепления применяются для башен легкого типа из досок в районах с сильными ветрами.
Наиболее ответственной частью силосной башни являются ее стены.
Стены по возможности не должны пропускать:
1 воздуха, нарушающего правильный ход молочно-кислого брожения и способствующего появлению плесени; 2 воды изнутри; 3 тепла, значительные потери которого угрожают промерзанием силажа в зимнее время. Внутренняя поверхность стен должна быть гладкой и вертикальной для того, чтобы силаж хорошо оседал без образования пустот.
В южных районах, не имеющих местного лесоматериала, деревянные силосные башни возводятся в виде легких дощатых конструкций, заготовляемых на специальных заводах и привозимых комплектами. Они обычно не утепляются на зиму, поскольку конструктивно минимальная толщина обшивок или клепки уже обеспечивает нормальный тепловой режим. В средней полосе такие конструкции на зиму утепляются или же сразу возводятся с отепленными стенками. В районах с суровым климатом и в северной части СССР, изобилующих лесоматериалом, при значительной дороговизне и дефицитности металла наиболее рациональны деревянные рубленые силосные башни многогранной формы. Амортизационный срок эксплоатации деревянных силосных
670
Г. А. ЦВМ Н ГМ АН
башен в среднем принимается около 10 лет. Для увеличения срока службы не может быть применено креозотирование или антисептирование фтористым натрием; поэтому особенно большое значение имеет применение дерева, стерилизованного камерной сушкой.
4. Расчет
Деревянные силосные башни относятся к IV классу сооружений и при массовом заводском изготовлении осуществляются из древесины 1-й и частично 2-й марки. Для воздушно-сухой сосны принимаются следующие основные допускаемые напряжения:
п пм п_ 120 кгсма, на смятие торца:
пс сз 100 кгсм.
В расчет необходимо вводить поправку к допускаемым напряжениям на влажность древесины и на степень защищенности рассчитываемого элемента.
В расчете должны быть учтены следующие нагрузки:
1 собственный вес и вес шатра:
2 давление и подсос ветра;
3 давление силосной массы;
4 усилия от разбухания дерева.
Ветер учитывается по Единым нормам. Опрокидывающее давление ветра обычно учитывается общим коэфициентом ка 0,60 0,70.
При определении устойчивости пустой, не загруженной силажем башни горизонтальное давление силажа на стенки деревянного силоса за неимением более точных наблюдений принимается по американским данным проф. Кинга в пределах высоты:
Р0 178й0 кгм
где h о глубина от верха силосной массы в башне до рассматриваемого сечения в л и величина 178 эмпирический коэфициент.
Напряжение в дереве от разбухания поперек волокон по мере увеличения влажности принимается равным: для нормальных клепочных башен п раяб 4 кг см и для тонкостенных башен п _l разб 2 кгсм2, причем учитывается сечение лишь действительно смачиваемого слоя.
Распирающие тангенциальные усилия, вызывающие растяжения в обручах-бандажах, определяются как суммарные от давления силосной массы и набухания дерева и могут быть определены по формуле:
N mhr lngc-h, 1
где h глубина от верха силосной массы в башне до рассматриваемого сечения в м
г радиус внутреннего круга цилиндриче ci ого сечения башни;
с толщина смачиваемой клепки в см;
л 1_рпзб предельное напряжение при разбухании дерева поперек волокон 4 кгсмг;
hi ширина высота полосы рассматриваемого сечения обычно ht 1 л.
Общее растягивающее хомуты усилие по всей высоте башни таким образом слагается из давления силосной массы, распределяющегося по закону треугольника, и из распора от набухания клепки, равномерно распределенного по всей высоте силосной башни.
Растягивающие усилия поглощаются гнутой обшивкой или металлическими бандажами-обручами, распределенными по высоте соответственно суммарной эпюре. При поверке силосных башен на устойчивость учитываются собственный вес порожней башни и крепление ее к фундаменту анкерами. От перекоса башню удерживает сопротивление конструкции сдвигу.
Если коэфициент устойчивости без учета анкеров менее или равен 1,25, обязательна постановка анкеров, которые должны прочно прикрепить башню к фундаментному массиву, включая его вес в работу башни на устойчивость.
Фиг. 2. Деревянная силосная башня висконсинского типа
При подсчете собственного веса башни объемный вес дерева стенок башни принимается у 0,6 тм3.
5. Гнуто-настильные башни со стойками
Гнуто-настильные силосные башни являются одним из наиболее старых типов таких сооружений. Несмотря на это, и по настоящее время они широко применяются в сельскохозяйственном строительстве и в СССР приняты как стандарт фиг. 2 и 3. Башни этой конструкции впервые были осуществлены в штате Висконсин в Америке в конце прошлого столетия; в СССР они поэтому известны также под названием висконсинских башен.
Достоинствами этой конструкции являются:
1 малый расход лесоматериалов на основные
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ МОКРЫЕ СИЛОСНЫЕ БАШНИ
671
конструкции башни; 2 малый вес металлических креплений, не превышающий 3 5 от веса башни; 3 стандартность сортамента основных элементов стоек и настилов и несложность их заготовки; 4 простота производства сборочных работ; 5 значительная жесткость и устойчивость всей башни; 6 несложность в эксплоатации. Основными недостатками этих башен, ограничивающими их распространение, являются: 1 при-
Люк для загрузки
ных расстояниях в 39 см одна от другой. Стойки обшиваются двумя-четырьмя слоями досок толщиной 1,1 1,2 см и шириной 12 см, огибающими стойки горизонтальными рядами с малым наклоном в виде правильной спиральной обшивки фиг. 4. При четырехслойной обшивкз два слоя нашиваются изнутри стоек и два снаружи. Стыки- досок обязательно должны быть расположены вразбежку, что легко может быть достигнуто смещением обшивки каждого второго слоя обшивки на пол доски.
Стойки несут полезную нагрузку и собственный вес кровли и передают фундаменту вес всего деревянного цилиндра башни. По высоте стойки наращиваются впритык с накладками на гвоздях, причем стыки соседних стоек располагаются вразбежку. Обшивка стен является основной рабочей частью всей конструкции, воспринимающей давление силажа и все растягивающие усилия по окружности сечения. В северных районах пространство между обоими слоями внутренней и наружной парных обшивок заполняется утеплителем. Все четыре слоя стенки можно считать участвующими в воспринятии растягивающих усилий, однако более напряженными оказываются внутренние слои обшивки. В целях экономии лесоматериала иногда ограничиваются тремя слоями обшивки наружная обшивка делается в один слой. В этом случае растягивающие по контуру усилия полностью должны быть восприняты двойной внутренней обшивкой. В южных местностях, не требующих утепления стен, гнуто-настильные башни конструируются с открытыми стойками и только внутренней двуслойной обшивкой. Обшивка
Глухари ф 8
J Цементная щтцкопХ£лой трамбованного' г турка растб. i 2 щебня
Фиг. 3. Башня висконсинского типа по проекту 1932 г.
менение тонких пиломатериалов, которые трудно заготовить при ручной распиловке бревен; 2 значительный расход гвоздей; 3 трудность замены отдельных досок обшивки и стоек в случае иэ загнивания. Башни этой конструкции выпускаются нашими заводами двух основных размеров: 1 емкостью 450 м3 около 300 т силажа и 2 емкостью 300.м3 около 200 т силажа фиг.
2 и 3.
Основной деревянный цилиндр башни состоит из стоек числом от 48 до 56 сечением 5 X 13 см, расставленных по окружности цилиндра на рав-
Железный анкер
бутовый фундамент
Фиг. 4 Крепление анкеров к корпусу башни
обычно прикрепляется гвоздями диаметром 2,6 мм, причем для пришивки первого слоя берутся гвозди длиною 50 мм, а для второго 70 мм основной расчетный гвоздевой забой распределяется по второму слою обшивки, в то время как первый слой прошивается лишь монтажными гвоздями, необходимыми только для плотного прилегания к стойкам изгибаемых досок. Как показала практика, для этой цели достаточно забить по одному гвоздю на пересечение каждой доски первого слоя со стойкой. Каждый из слоев обшивки является как бы накладкой для другого слоя
072
Г. А. ЦВИНГМАН
о
с
с
А
н
н
о
D
й
о
И
О
в
1
о.
1
о
aj
н
1
£
Н
сО
И
3
Л
Я
О,
1
а
П
Q
ю
4-
а
0
Фиг. 7. План ростверка Фиг. 8. Детали устройства ростверка
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ МОКРЫЕ СИЛОСНЫЕ БАШНИ
673
накладка
По высоте башни Гвоздевой эабой распределяется участками в количестве 3 6 зон. Во избежание коробления досок при неизбежном набухании их по второму слою внутренней обшивки следует забивать не менее двух гвоздей на каждом пересечении доски со стойкой. Монтажные гвозди первого слоя следует забивать по середине доски; во втором слое гвовди должны ставиться ближе к краям досок настилов.
Конструктивные детали наиболее ответственной фундаментной части башни приведены на фиг.
5 9.
Особое внимание должно быть обращено на конструирование обрамления люковых отверстий, которые вообще являются одним из наиболее уязвимых мест конструкции башни. Гнуто-настильные силосные башни возводятся обычно при помощи легких внутренних и наружных лесов фиг.
40. Во время эксплоатации следует рекомендовать периодическую не реже одного раза в год побелку снаружи всей башни.
6. Клепочно-обручные башни
Основной рабочий деревянный цилиндр клепочно-обручной силосной башни представляет собой по конструкции обычную бочку или чан больших размеров. Стандартные деревянные клепки стягиваются специальными металлическими обручами-хомутами. Первые башни этой конструкции были осуществлены в Америке проф. Кингом.
К достоинствам клепочно-обручных силосных башен надо отнести: 1 малую стоимость башни;
2 стандартность элементов клепки заводского изготовления; 3 почти полное отсутствие врубок и сложных конструктивных деталей; 4 легкость и быстроту сборки; 5 возможность быстрой разборки, перевозки и повторной сборки в другом месте; 6 возможность вамены отдельных загнивших клепок.
Недостатками этой конструкции, ограничивающими область ее применения, являются: 1 значительный расход металла на обручи, составляющий до 10 15 от веса всей башни; 2 необхадимость применения для клепки древесины повышенного качества, без трещин, косослоя и. больших сучков; 3 повышенные требования к точности заготовки шпунтованной клепки на лесопильных заводах; 4 неизбежность перидического набухания и усушки клепок, которые при отсутствии надлежащего эксплоатационного режима вызывают значительное перенапряжение стали в обручах; 5 сложность в эксплоатации вслёдствие необходимости частой регулировки натяжения металлических обручей и 7 пониженная устойчивость всей башни в целом в отношении воздействия горизонтальных сил.
Деревянные клепочно-обручные башни выполняются в двух конструктивных вариантах.
Первыйтип фиг. 11 клепочная башня 1931 г. осуществлялся емкостью 300 м и имел для жесткости отдельные брусчатые клепки-ребра, размещавшиеся по окружности периметра башни через 0,8 1,02 м. Ребра предназначались для увеличения устойчивости башни, крепились анкерами к фундаментам и служили
для прикрепления утепляющих стандартных щитов; они же воспринимали нагрузку от веса шатровой кровли. Опыт строительства и эксплоатации башен этого типа большой емкости выявил целый ряд недостатков, значительно сокративших их применение. Аналогичная конструкция
штукатурка Трамбованный щебень,
Lйеребянная реше,
Стык
' С
Г w
С
э
j
1 круЖало
2x5x13
Щ
VJ
тка
Фиг. 9. Вариант деревянной подземной части
для башен средней и малой емкости в 100 и 200 м8 имеет высокие технико-экономические показатели и принята к стандартной заготовке. Довольно просто и конструктивно утепление этих башен
Фиг. ю
можно осуществлять соломитовыми щитами; щиты заготовляются по ширине просветов между етойками-ребрами и укрепляются планками и накладками на гвоздях фиг. 11. Металлический обруч фиг. 12, состоящий из трех частей, стя-
674
Г. А. ЦВИНГМАН
гиваетс-я специальными чугунными муфтами и укрепляется П-образными скобами. Стойки ребра имеют в соответствующих местах вровень с внешней поверхностью клепки отверстия для пропуска
Обруч 0 13-19
Стойка
АриЬоина
Фиг. 11. Деталь укрепления еоломита
металлических обручей. При нарезке концы обручей должны быть осажены настолько, чтобы меньший диаметр нарезки был не менее основного диаметра обруча. ’
Второй тип клепочно-обручной силосной башни клепочная башня 1932 г. не имеет клепочных ребер-стоек, а состоит только из стандартных шпунтованных клепок толщиною в 4,5 см и шириною в 12,0 см после острожки. Торцевые стыки клепок осуществляются на
Фиг. 13. Устройство шпунта, гребня и,прорезов для соединительных пластинок
шпунт с прорезами и с постановкой в них тонкой металлической прокладки из оцинкованного листового железа фиг. 13. Стыки располагаются вразбежку. В проекте типовой клепочно-обручной башни 1932 г. нижние семь обручей имеют диаметр 19 мм, верхние 6 диаметр 13 мм. Расположение обручей по фасаду башни показано
на фиг. 14. Внизу башни устанавливаются два обруча рядом. Благодаря наличию на одном обруче трех компенсирующих муфт легко путем простой подтяжки гаек получить желаемую степень натяжения металлических хомутов. Муфты располагаются вразбежку, образуя как бы винтообразную линию.
Клепка рассчитывается как многопролетная балка на поперечный изгиб, вызываемый давлением силосной массы, с учетом осевого сжатия клепки от веса шатра и собственного веса башни. По проекту 1931 г. клепка была установлена толщиною в
3,8 см, однако низкое качество древесины, идущей на заготовку клепок, небрежная сборка и неправильная эксплоатация башен показали необходимость увеличить толщину клепки до 4,5 см.
Металлические обручи рассчитываются на суммарное давление от силосной массы и от набухания клепки по ф-ле 1.
По высоте обручи распределяются в соответствии с трапециевидной эпюрой давлений в центрах тяжести трапеций, соответствующих мощности каждого обруча. Допускаемое напряжение на железо для обручей принимается п 1400 кглм8.
Фиг. 14. Клепочная башня типа 1932 г.
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ МОКРЫЕ СИЛОСНЫЕ БАШНИ
675
7. Рубленые многогранные башни
Рубленые многогранные силосные башни впервые были спроектированы и осуществлены в СССР в процессе проработки и выявления лучших
нок башни, не нуждающихся в специальных утеплителях.
Характерными недостатками рубленых башен являются:
1 значительный расход дерева, в 3 4 раза превосходящий расход дерева в гнуто-настильных и клепочно-обручных башнях; 2 значительная трудоемкость заготовки элементов;
3 наличие значительного количества горизонтальных швов, трудно изолируемых от проникновения воздуха и просачивания жижи силоса;
4 возможность быстрого загнивания отдельных элементов; 5 трудность замены поврежденных частей конструкции; 6 наличие недостаточно ровной и гладкой внутренней поверхности, что увеличивает возможность неравномерной осадки си лажа с образованием пустот и его порчи. Из всех конструкций рубленых многогранных силосных башен наибольшее применение получила шестигранная башня из пластин на треугольных врубках фиг. 15.Стандартные башни этой конструкции запроектированы емкостью в 450 и 300 мг соответственно на 300 и 200 т силажа. Рубленые стены целесообразно опирать на каменный фундамент фиг. 16 того же многоуголь-
Цоска 25 см,эакрЬг бающая торф
тмостНа
ГЯ
Проконопатка смоляной паклей
Цементн. штукатурке
Щ-
Бутовая кладка
Фиг. 15. Разрез и фасад рубленой башни
типовых стандартных конструкций силосных башен. В настоящее время имеются три типа рубленых многогранных башен:
1 шестигранная и восьмигранная рубленые башни из бревен и пластин на треугольных врубках х;
2 лекальная многогранная башня из досок на нагелях а;
3 восьмигранная дощатая башня на гвоздях и треугольных врубках 8.
Основными достоинствами этих башен являются:
1 малый расход металла, особенно в конструкциях, осуществленных на треугольных врубках; 2 применение малоквалифицированной рабочей силы для сборки башен; 3 возможность использования лесоматериала пониженного качества не только пиленого, но и в бревнах и пластинах; 4 простота эксплоатации; 5 большая устойчивость конструкции в целом; 6 возможность кустарного возведения в лесистых местностях Союза к 7 большое тепловое сопротивление сте-
1 Предложена в 1930 г. автором и разработана инж. Гогунцивым.
Предложена и спроектирована инж. Архиповым.
Предложена автором, спроектирована и осуществлена Молокосоюзом.
Фиг. 16. Деталь сопряжения нижних венцов с каменной
кладкой
ного очертания в плане. Однако при отсутствии достаточного количества каменных материалов и необходимости увеличения емкости башни за счет углубления днища деревянный сруб стен приходится опускать до самого днища, опирая его на два слоя бутовой кладки фиг. 17 или просто на деревянный ростверк. Деталь обработанной пластины в типовом проекте приведена на фиг. 18. В целях увеличения плотности горизонтальных швов между отдельными пластинами делается шпунтовый паз со специально вставляемой рейкой. В расчетном отношении каждая пластина рассматривается как балка на двух опорах, нагруженная равномерной горизонтальной нагрузкой от давления силажа. Основной рабочей скрепляющей частью является обычная треугольная врубка в каждом элементе пластины о обоих концов. Эта врубка детально показана на фиг. 19. Практика выявила значительную трудоемкость заготовки пластин с подобными врубками, почему и было предложено более простое соединение пластин односторонней треугольной врубкой фиг. 20. При заготовке и сборке элементов на треугольных врубках следует обращать особое внимание на плотное прилегание сминаемых ра
676
Г. А. ЦВИНГМАВ
бочих поверхностей ab, а равно и на наличие торцевых трещин в пластинах; последние особенно опасны в пределах рабочей поверхности на скалывание.
Фиг. 17. Конструкция углубленного днища рубленой башни
Во избежание намокания обнаженных торцов пластин от косого дождя рекомендуется нашивка по торцам пластин, прикрепляемых гвоздями
Фиг. 18. Деталь обработанной пластины, поперечное сечение
фиг. 21. В целях устранения внутренних пазух, сдерживающих равномерность осадки силажа, в углах башни крепится гвоздями специальный
ьШпунт
Симметричная треугольная врубка Фиг. 19,
плинтус треугольного сечения, который с помощью болтов прижимает к срубу такую же внешную рейку, закрывающую узловое соединение с наружной стороны.
В первые годы эчсплоатации силосные башни такой конструкции сильно садятся вследствие усушки и уплотнения горизонтальных швов.
Поэтому вертикально прибитые пластины и нашивки треугольного сечения по фиг. 21 нужно делать длиной не более 1 м и оставлять между их торцами зазоры шириной 1 2 см.
Фиг. 20. Деталь односторонней врубки для башни емкостью 150 т
Фиг. 21. Плинтус из горбылей
ЛИТЕРАТУРА
1. Архипов П. П., Деревянная лекальная силосная башня, Строитель 3, 1933 г. стр. 35 41.
2. Архипов П. П., Расчеты силосных сооружений, Сельхозгиз, М. 1932 г., стр. 15.
3. Архипов П.П., Болотин Е. А., Зубкин А. Я., Справочник по силосному строительству, Сельхозгиз, М. 1933 г., стр. 264.
4. Болотин Е. А., Силосование кормов в совхозах и колхозах, Сельхозгиз, M.-JI. 1931 г., стр. 180.
5. Всесоюзный научно-исследовательский институт по проектированию с.-х. зданий и сооружений. Типовые проекты с.-х. строительства в колхозах, Вниипсельхоз, М. 1933 г., стр. 31.
6. Гогунцев К., Деревянная силосная башня рубленого типа, Госсельколхозгиз, M.-JI. 1931 г., стр. 40.
7. Зуб кин А. Я. и Пацкин М. Я., Руководство по стройтельству силосной башни висконсинского типа, Се льколхозгиз, М. 1932 г., стр. 103.
8. Лященко Д., О методах расчета деревянных стандартных силосных башен, Строит, пром. 10,
1930 г., стр. 809 810.
9. Лященко Д., Приступаем к массовому строительству силосов, Строитель 13 14, 1930 г., стр. 35 38.
10. Лященко Д., Деревянная силосная башня клепочного , типа емкостью 300 т, Сельхозгиз, М.-Л.
1931 г., стр. 56.
И. Лященко Д., Сборка деревянных стандартных сплошных башен, Строитель 15, 1930 г.
12. П а в л о в и ч Н. К., Силосование, или заквашивание, кормов, Новый агроном, 1930 г., стр. 43.
13. Пацкин М. Я., Силосные сооружения, Сельхозгиз, 1933 г.
14. Пацкин М. Я. и Зуб кин А. Я., Деревянная силосная башня с рублеными стенами, НКЗ СССР, Силосстрой, Сельхозгиз, 1934 г.
15. Поворов П. Т., Руководство по строительству силосных башен, Сельхозгиз,' М. 1932 г.
16. Руководство по строительству силосных башен, ям и траншей, изд. треста Совколхозстроь,. 1930 г.
17. Типовые проекты для строительства в колхозах на 1935 г., Сельхозстройпроект НКЗ СССР; 1934 г.
18. Сорокин Н. В. и Ш у м с к и С. Д Деревянный силосный корпус емкостью 17 500 т9 Сов. мукомолье и хлебопеч. 8, 1934 г.
19. Союзсельстрой, Типовые проекты сельскохозяйственного строительства, Сельколхозгиз, М. 1932 1933 гг.
ДЕРЕВЯННЫЕ РЕЗЕРВУАРЫ
677
Инж. М. Ф. КОВАЛЬЧУК
VII. ДЕРЕВЯННЫЕ РЕЗЕРВУАРЫ
1. Общие сведения
Деревянные клепочные резервуары баки, чары применяются для хранения главным образом воды или водных растворов, свободно отдающих воду, так как вследствие намокания древесины щели между отдельными клепками забухают.
Деревянные резервуары можно также применять для хранения растворов солей и кислот, поглощающих воду из мокрой древесины, но в этом случае необходим очень сухой искусственной сушки и тщательно отобранный лес радиальной распиловки радиальное направление в по. перечном сечении клепки должно быть параллельно касательной к поперечному сечению резервуара. Этими мероприятиями уменьшается влияние деформаций от усушки; необходимо также обеспечить тщательную обработку кромок клепки и первоначальное натяжение хомутов. Хомуты следует натягивать равномерно и несколько раз, учитывая, что с течением времени вследствие пластического обмятия древесина под хомутами сдает и уменьшается в объеме вследствие понижения ее влажности за счет поглощения воды раствором.
2. Материал
В качестве материала для резервуаров применяются лиственница, сосна, дуб, кипарис и др.
В отношении требований к материалам для резервуаров надлежит руководствоваться в основном ТУ на материалы для непрерывных деревянных труб.
В деревянных резервуарах, как и в деревянных трубах, используются свойства дерева: 1 изменять объем с изменением влажности разбухание;
2 весьма слабая водопроницаемость древесины поперек волокон. Поэтому требования, предъявляемые к древесине, должны обеспечить пиломатериалы от влияния пороков, снижающих эти свойства дерева. В основном эги требования сводятся к следующему.
Древесина должна быть сухой около 15 влажности, здоровой, млкослойной. Допускаются заболонь глубиной не более х3 доски, неглубокая поверхностная синева; здоровые, сросшиеся с окружающей древесиной сучки: односторонние в неограниченном количестве; сквозные диаметром по большой оси менее 1я ширины доски в количестве не более двух на 1 пог. м доски.
Не допускаются: повреждения гнилью и во дослоем; сучки лапчатые, чёрные, выпадающие, ивлевые, крапивные, табачные, а также червоточина, сквозные метиковые и морозобойные трещины, отлупы, косослой больше 3, свилеватость.
Долговечность деревянных труб и деревянных резервуаров зависит от условий эксплоатации сооружения, а также от мероприятий против ржавления хомутов и загнивания древесины.
Для деревянных труб и резервуаров с постоянным давлением 0,75 1,5 am и более срок службы определяется сроком службы металлических хомутов, так как древесина, находясь постоянно в мокром состоянии, не гниет.
Если же давление периодически уменьшается и создаются благоприятные условия для высыха
ния клепки, срок ее службы значительно сокращается не более 10 15 лет.
Высыхание древесины легче всего происходит у концов клепки. В случаях необеспеченной влажности клепки желательно антисептирсвать ее маслянистым антисептиком креозотовым маслом.
В американской практике применяются креозотированные трубы для пропуска воды, предназначенной для целей орошения и даже для домашних надобностей.
Возможна также осмолка бака снаружи тугоплавкими сортами смолы. В данном случае смола должна препятствовать высыханию клепки.
3. Конструкция резервуаров
Конструкция деревянных клепочных резервуаров аналогична конструкции деревянных труб и состоит из трех элементов: 1 стенки и 2 днища из досок клепки, примыкающих вплотную друг к другу, 3 хомутов бандажей, обручей, воспринимающих распор от давления воды.
1 Стенки
Форма резервуара может быть цилиндрическая или коническая. Если это не вызывается особыми требованиями например к отстойникам или условием натяжки обручей без натяжных замков, резервуары делать коническими не рекомендуется, так как, не имея никаких преимуществ перед цилиндрическими, конические резервуары сложнее в работе.
Соотношение между диаметром D резервуара
и его высотой Я обычно назначают 1. Толщину 6 вертикальной клепки следует назначать главным образом в зависимости от диаметра D. Ориентировочно
wm щ--
Толщину б меньше 6 см назначать не рекомендуется, так как при опоражнивании резервуара более тонкая клепка может быстро высохнуть и рассыпаться.
При вследствие первоначального на
тяжения хомутов и разбухания клепки при пустом резервуаре возможно искажение круглого сечения резервуара. В таких случаях рекомендуется увеличить жесткость резервуара дополнительными конструктивными мероприятиями например постановкой сверху жесткой диафрагмы.
Для высоких резервуаров, в которых влияние Днища на устойчивость стенки незна-
чительно, отношение следует увеличить до
1 i
50 45
В практике деревянного трубостроения это отношение принимается ббльшим или равным
Для низких резервуаров ■ 1 отноше-
5 1
ние -р может назначаться и меньше.
Боковую грань кромку клепки, направленную по радиусу резервуара, рекомендуется делать плоской, скошенной внутрь резервуара
т
м. Ф. КОВАЛЬЧУК
соответственно направлению радиуса, и обрабатывать под фуганок, дабы обеспечить плотное примыкание клепок Друг к,другу по всей поверхности соприкосновения. Возможна постановка шпонок, имеющих монтажное значение. Шпонки не должны препятствовать уплотнению швов клепки. Применение шпунта не рекомендуется, так как это увеличивает расход древесины и рабочей силы и не только не повышает водонепроницаемости, но зачастую даже понижает ее вследствие механического повреждения шпунта или засорения паза.
Для резервуаров больших диаметров обработка наружной и внутренней поверхностей клепки необязательна, но необходима плоская острожка, обеспечивающая точность и тщательность изготовления клепки.
2 Днище
Днище следует изготовлять из досок, расположенных параллельно Друг к другу, без шпунта, с постановкой деревянных шпонок. Толщина досок днища, как правило, равна толщине вертикальной клепки.
Примеры примыкания днища к вертикальной стенке показаны на фиг. 1 и 2.
Фиг. 1. Примыкание днища к вертикальной клевке
Фиг. 2. Примыкание дншца к вертикальной клепке
Вариант фиг. 1 надежнее в отношении уплотнения шва возможно уплотнение при последующей подтяжке хомутов.
Вариант фиг. 2 удобнее в отношении монтажа резервуара, так как i аждая отдельная клепка может держаться вертикально за счет защемления в пазу у днища.
Расстановка балок под днищем должна обеспечить днищу жесткость, соответствующую
прогибу -j- YfiQQ. где прогиб клепки днища, I расстояние меяеду балками, располо
женными непосредственно под днищем. Вся нагрузка от бака должна передаваться через днище, на которое опирается также и клепка. Под резервуаром необходимо обеспечить продух для проветривания.
3 Хомуты
Распор от давления воды воспринимается хомутами обручами, бандажами.
Для металлических хомутов следует всегда предпочесть круглое железо.
Литой башмак
4 Г Разрез по а-о
Хомуты резервуаров аналогичны хомутам деревянных непрерывных труб. Во избежание местного ослабления железа рекомендуется делать осадку конца хомута на всю длину нарезки.
Натяжение хомута производится посредством специальных замков, некоторые иэ типов которых показаны на фиг. 3.
Конструкция башмаков для замков должна обеспечивать их от выворачивания. Количество замков на один хомут не менее двух, а. для баков диаметром более 4 5 м в целях обеспечения равномерного натяжения хомутов не менее трех. Замки располагаются вразбежку. Расстояние меяеду хомутами определяется по расчету, но не должно превышать 50 см. Допускаемое напряжение смятия под хомутами пс 50 кгсм2, считая условно ширину полосы смятия равной радиусу сечения хомута. Для лучшего прилегания к резервуару хомуты должны быть заранее выгнуты по кругу. Во избежание ржавления рекомендуется до и после установки покрыть их асфальтовым лаком, кузбасслаком или суриком на масле.
Для баков небольших емкостей до 100 120 м3 вместо металлических хомутов можно применять деревянные со стяжным замком.
Деревянный хомут представляет собой замкнутое кольцо из выкружаленных досок, передающих усилие друг другу посредством врубок фиг. 4.
Количество элементов по окружности назначается в зависимости от диаметра бака. Схема деревянного хомута показано на фиг. 5; в каждом вамке сгавится один болт. Число замков на хомут должно быть не менее двух. В местах
ДЕРЕВЯННЫЕ РЕЗЕРВУАРЫ
€79
врубок между отдельными хомутами в случае Деревянные хомуты требуют аккуратного, точразреженной расстановки их следует ставить но по проекту стандартного изготовления эле-
распорки для предотвращения раскрытия вру- ментов и должного хранения их до установки
бок или же поставить болты. Основной материал для хомутов сосна. Для обеспечения долговечности древесину следует креозотиро-
, Замок _
Фиг. 5. Схема деревянного хомута с замком
Фиг. 6. Труба в деревянными хомутами
вать. При конструировании врубок и выборе Допускаемых напряжений надлежит руководствоваться ТУ и Н.
во избежание коробления и растрескивания отдельных косяков. Для уничтожения влияния рыхлости врубок рекомендуется до заполнения бака производить подтяжку хомутов 2 3 раза, причем последняя подтяжка должна быть непосредственно перед замочкой. В отношении обеспечения плотности эта конструкция еще недостаточно проверена.
На фиг. 6 приведен снимок опытного образца трубы D 70 см с деревянными хомутами, в котором давление было доведено до 3 от, причем при давлении до 2,5 am утечки воды не наблюдалось.
4. Расчет хомутов
При подсчете усилия на хомут вводятся в расчет:
1 усилие от гидростатического давления:
Nxp9rrt ' 1
где р о давление воды в кгсм8;
г радиус резервуара в см; s расстояние между хомутами в см;
2 усилие от разбухания:
N2 npds, 2
где пр напряя;ение от разбухания в кромке
клепки в кгсм2;
д толщина клепки в см.
Таким образом полное усилие:
N NX iV9. 3
680
М. Ф. КОВАЛЬЧУК
Для обобщения расчета можно пользоваться формулой:
N prs, 4
где р приведенное давление:
5
Р Р 7 пу
По американским 7 кг см8.
опытам Adams пр 6 При определении расстояний между хомутами пользуются следующими формулами: иэ условия прочности хомута на растяжение:
d2 Пж1
4 рг ’
где d диаметр сечения хомутов;
n. 1200 кгсм2; ив условия смятия древесины под хомутом:
dnc
“ 2р ’
6
Р
где пс 50 кгсм2.
Приравнивая значения s, полученные по обеим формулам, получим:
j _ Ч
8
Фиг. 8
Практически в резервуарах вследствие большого значения радиуса г величина пс полностью не используется.
Общее количество хомутов определяется по площади трапециевидной эпюры усилий ABCD фиг. 7. Разбивку хомутов можно произвести двояко:
1 разбить площадку ABCD на т равновеликих площадей и расположить хомуты в центре тяжести или на гранях этих площадей;
2 произвести разбивку по интегральной кривой с уравнением:
fx Ьх8 100 7 прх.
Это уравнение представляет собой площадь эпюры давления на глубине х. Здесь х в м, пр в кгсм2; м равно площади ABCD.
Разбивая fH на т равновеликих частей, при помощи кривой можно разбить площадь ABCD на то равновеликих площадок, на грани которых можно располагать хомуты.
Фиг. 9. Монтаж деревянного резервуара Америка
Осуществленный деревянный резервуар Америка
Применение обоих этих способов конечно необязательно. Можно располагать хомуты участками по 3 5 шт. с одинаковыми расстояниями на одном участке.
Однако при всякой разбивке хомутов два хомута должны быть поставлены у днища один
ДЕРЕВЯННЫЕ РЕЗЕРВУАРЫ
681
из ни в расчет не вводится и один у верхней кромки бака.
Ввиду отсутствия ивгиба кольцевого деревянного хомута кривая давления в нем пройдет таким образом, что в отдельных косяках могут быть только местные изгибающие моменты равного знака, в целом взаимно компенсирующие друг Друга.
Проведя окружность фиг. 8 таким образом, чтобы эксцентриситеты е в сечениях аЬ и cd были равны, можем приближенно считать эту окружность кривой давления при расчете косяка на изгиб и врубок на скалывание и смятие.
Величина эксцентриситета е будет при этом равна:
е - 0,25 г 1 cos а, 9
где Ъ ширина доски косяка фиг. 8;
а угол, соответствующий половине косяка.
В соответствии с эксцентриситетом по ф-ле
9 равномерное напряжение по ослабленному врубкой сечению косяка при проверке напряжения должно умножаться на кЬэфициент к, равный:
i 1 1,7 l cos а 1 cos а. 10
Во избежание скалывания краев врубки возле точек о и Ъ можно рекомендовать подрезку опорных площадок у этих точек с тем, чтобы остающаяся часть тп площадки фиг. 8 справа была симметрична относительно кривой давления и удовлетворяла расчету на смятие под углом а к волокнам.
При расчете врубки на скалывание необходимо учесть эксцентричное действие скалывающей силы N относительно центра тяжести F скалывающейся площадки путем некоторого снижения допускаемого напряжения на скалывание.
Вследствие некоторой податливости деревянных хомутов величина пр напряжения от разбухания в ф-ле 5 может быть снижена до 4 кгсж2.
5. Примеры деревянных резервуаров
Ниже приводятся фотографии построенных деревянных баков фиг. 9, 10 и 11, взятые из американского каталога.
Фиг. 11. Деревянный резервуар из клепки с металлическими хомутами
На фиг. 12 показана фотография деревянной; водонапорной колонны1 для городского водопровода. Эта конструкция кроме внутреннего гидростатического давления должна воспринять, горизонтальные ветровые нагрувки, а потому
Фиг. 12. Напорная башня из клепочных труб
требует постановки расчалок. Кроме того необходимо воспринять усилия сдвига, возникающие в продольных швах между отдельными клепками. Эти усилия должны быть восприняты силой- трения, возникающей в продольных швах от натяжения хомутов, что следовательно требует постоянного заполнения сооружения водой.
ЛИТЕРАТУРА
1.Попков А. Д., Деревянные трубы, 1932 г. в книге приведен подробный список литературы.
2. Линчевский, Деревянные напорные трубопроводы, 1933 г.
3. Проф. Дроздов В. А., Деревянные водопроводные трубы из клепок по американскому способу, 1930 г.
4. Wooden Tanks for every Purpose. The Hauser Stander Tank Co Cincinnati, О Catalog 33.
1 Заимствована из книги Дроздова В. А. Деревянные водопроводные трубы из клепок по американскому способу.
в. г. писчиков
Инж. В. Г. ПИСЧИКОВ
УIII. МАЧТЫ НА ОТТЯЖКАХ
1. Условия работы мачт
Мачты на оттяжках служат главным образом для подвески радиотелеграфных сетей, но они могут с успехом применяться при переходах силовых магистралей через реки значительной ширины в тех случаях, когда требуется соблюсти высокую подвеску проводов. Ввиду отсутствия принципиальных различий в конструкции и расчете таких мачт в дальнейшем рассматриваются только радиотелеграфные мачты.
Деревянные мачты на оттяжках имеют обычно следующие пределы применения. Однобревенчатые мачты строятся высотой до 50 м, трехбревенчатые до 100 м и четырехбревенчатые до 150 м. Последняя величина не является однако техническим пределом высоты кустовых бревенчатых мачт.
Оттяжки радиомачт осуществляются из стальных витых тросов вант с временным сопротивлением разрыву от 120 до 160 кгммг попереч ного сечения троса.
При расчете мачт должны быть учтены следующие три случая загружения.
Случай. Гололед на проводах сети и оттяжках при одновременном действии ветра интенсивностью 30 50 кгм2 площади, перпендикулярной направлению ветра и при температуре около 5 С.
Обычно принимают, что Диаметр обледенелого провода увеличивается за счет наросшего льда на 4 5 см. При этих условиях напряжение в проводах подвешенной сети может достигнуть временного сопротивления разрыву материала проводов и привести к обрыву сети, нередко наблюдаемому на практике. При расчете мачты усилие, действующее на нее со стороны сети, обычно принимается равным разрывающему усилию в проводах сети или же разрывающему усилию в подъемном канатике.
Случай 2. Действие ветра интенсивностью 150 кгм2 при площади, перпендикулярной направлению ветра поднятой сети. При увеличении интенсивности ветра свыше 150 кгм2 включается в действие специальное устройство, опускающее сеть.
Случай 3. Действие ветра интенсивностью до 250 300 кгм2 1 при опущенной сети. Обычно этот случай наиболее опасен для конструкции мачты и является расчетным для всех ее частей кроме одной или Двух оттяжек верхнего яруса, воспринимающих нагрузку от сети.
Расчет конструкции мачт осложняется тем, что усилия в оттяжках и в самой мачте зависят от ее деформации; это приводит к кубическим уравнениям равновесия, крайне сложно разрешаемым в радикалах. Ниже приводится способ
1 Ветер интенсивностью 250 300 к гм площади, перпендикулярной направлению ветра, для расчета мачт и радиобашен является расчетной условностью, установленной практикой проектирования в ряде стран. Некоторое обоснование этой цифры приведено ниже на стр. 688. В результате развития теории обтекания и после изучения режима ветров той местности, где устанавливаются мачты, расчетная интенсивность ветра может быть снижена.
расчета по методу последующего приближения 2, дающий быстрое решение задачи с достаточной точностью.
2. Основы расчета гибкой нити
Полагаем, что силы, действующие на гибкую, нить АВ, закрепленную в точках А и В фиг. 1, приложены в плоскости чертежа и выражаются формулой:
Pi с xds,
где ds длина элементарного участка гибкой нити, сг постоянная интенсивность нагрузки.
Нить расположится по так называемой цепной линии. Однако пользование при расчете мачты уравнением цепной линии значительно усложняет задачу. При малой величине стрелы провисания нити 0 что имеет место в случаях расчета сетей и мачтовых оттяжек цепная линия может быть с незначительной погрешностью
Фиг. 1. Схема расчета гибкой нити
заменена параболой второй степени. Для этой замены следует лишь предположить, что силы, действующие на нить, выражаются формулой:
р cdl,
где d I длина элементарного участка хорды АВ, с интенсивность нагрузки.
Пусть АЕВ дающая очертание нити веревочная кривая, построенная для сил р, параллельных ВС фиг. 1. Для построения этой веревочной кривой поступаем так. От середины D хорды АВ откладываем по направлению действия сил отрезок DE. Если веревочная кривая проходит через точку Е, то DE является так называемой расчетной стрелой провеса кривой. Касательные к кривой в точках А н В пересекутся в точке К, лежащей на продолжении прямой DE, причем ЕК JDE что является общим свойством парабол второй степени.
Многоугольник сил Ъкд, для которого кривая АЕВ является веревочной кривой, подобен тре
Способ разработан автором.
МАЧТЫ НА ОТТЯЖКАХ
683
угольнику BKG. Если отрезок Ъд в масштабе сил представляет сумму сил р, действующих на нить, то отрезки Ък и дк определят по величине и направлению усилия в нити в точках В и А. Прямая кт, соединяющая точку к с серединой тп отрезка Ъд, даст по величине и направлению значение усилия S в точке Е нити. Ир подобия треугольников Ькд и BKG получаем;
S:R: 4
или
S
Rl 8 ■
Рассматривая усилия Sa и Se как равнодей-
Ii
ствующие сил S и у. можем сделать следующие выводы.
Гибкая нить, находящаяся под действием сплошной равномерной нагрузки, передает в точки закрепления такие же реактивные' силы
-5., как если бы нить была вполне жесткой
свободно опертой балкой. Кроме этих реактивных сил появляется натяжное усилие S, действующее по прямой, соединяющей точки закрепления нити.
Натяжное усилие определяется из выражения:
RI 8 ’
1
где R полная нагрузка на нить;
I расстояние между точками закрепления
нити;
расчетная стрела провеса нити, измеряемая в середине ее длины по направлению действия сил.
Если так называемую основную стрелу провеса нити, измеряемую в ее середине по направлению перпендикуляра к ней, обозначить фиг. 1 через , то
о sin
S.
Rl sin f 8o
2
m
где p угол между хордой нити и направлением действия сил, к отысканию которого и сводится задача расчета гибкой нити. Входящая в выражения 2 и 3 величина основной стрелы провеса 0 гибкой нити определяется с достаточной для практических целей точностью из выражения:
Lzl-f
OQ
IT
4
где L длина гибкой нити, измеренная по кривой;
I расстояние между точками закрепления нити длина хорды.
Например если на нить фиг. 1 действуют силы тяжести по направлению ВС, выражаемые величиной р на погонную единицу длины хорды нити, то в точках А и В появятся реакции;
а по направлению ВС по вертикали:
V У 2
Pi 2
где G вес всей нити; б по направлению АВ по хорде:
Gl sin ч
S
8е
5
6
Если же предположить, что по направлению ВС фиг. 1 действует не сила тяжести, а ветер определенной интенсивности, то результаты расчета будут различными в зависимости от того, каким образом мы будем определять действующую на нить ветровую нагрузку.
Возможны два способа определения ветровой нагрузки.
Способ 1. При расчете исходят иэ предположения, что ветровая нагрузка действует на каждый элемент нити по тому же направлению, по которому дует ветер. Тогда при действии ветра по направлению ВС фиг. 1 на концах нити возникнут реакции, определяемые из выражений 7 и 8,.аналогичных ф-лам 5. и 6, т. е.:
а по направлению ветра:
V-YL £1.
2 2 ’
б по направлению хорды кривой:
о Wl sin v 8 о ’
8
где W полная ветровая нагрузка на нить.
При этом интенсивность равномерной нагрузки на нить р кгм определяется обычно из выражения:
р fiqd sin tp, 9
где q давление ветра на единичную площадку перпендикулярную к его направлению; d толщина нити;
V угол между направлением ветра и хордой нити;
л опытный коэфициент обтекания нити.
Из-за отсутствия опытных данных обычно принимают:
2 1 8
Подставляя значение р в выражения 7 и 8 и учитывая, что в рассматриваемом случае р у, получим следующие величины реакций нити:
а по направлению ветра:
W
0,5 pqdl sin у;
10
1 В настоящее время величинам q и входящим в ф-лу 9, придается несколько иной смысл. За единицу
ОСТ
интенсивности давления ветра qo принимается см. В КС
7626а так называемый скоростный напор, ояределяемый по формуле:
t2
во 15
где v скорость ветра в мсек.
Величина q давления ветра на единичную площадку согласно новейшим данным может быть определена величиной q 2jo-
В соответствии с заменой величины q величиной q коэфициенты fi обтекания тоже меняют свою величину и должны быть заменены коэфициентами ао. По новейшим данным коэфициент Щ обтекания для проводов и тросов может быть принят ло 1,2. Сопоставляя старый и новый методы расчета проводов и тросов, получим:
.
МО
3 1,2’
qp 2q0 y 1 ltfob
Как видим, числовая разница между результатами расчетов по обоим методам сравнительно невелика.
При определении ветровой нагрузки по существующим ОСТ получаются примерно те же результаты, что и по изложенному в настоящей статье старому методу определения ветровой нагрузки на мачты.
Прим. автора
684
В. Г. ПИСЧИКОВ
6 по направлению хорды кривой:
с iql2d sin2 р 8о
И
Способ 2. При направлении ветра, образующем с направлением нити незначительный угол ip, повидимому, более близко к истине предположение, что давление ветра действует на нить перпендикулярно к ее направлению. Разлагая силу W, определенную по ф-ле 10, на два направления перпендикулярное и параллельное нити фиг. 2, мы можем допустить, что на нить
Фиг. 2. Действие сил под углом к нити
действует только перпендикулярная к ней слагающая:
R FPsiny psiny л qld sin tp. 12
Натяжное усилие S в нити определится для этого случая из выражения 1:
jiqM Sina V
8 80
Сравнивая выражения 11 и 13, видим, что величина натяжного усилия S в обоих случаях расчета имеет одно и то же значение, величины же опорных реакций, исчисляемых как для простой балки, различны.
Л
Применительно к расчету оттяжек разложим в угле В реактивные силы U по направлениям ветра, мачты и перпендикуляра к ним фиг. 3. Составляющие сил U будут:
а по направлению ветра:
W cos у b
j cos а
pqbd sin ip cos ip cos a; 14a
б по направлению мачты:
тг W COS y h 1 т т
vu 2 ' T 2 Sin V C0S v; 14b
в перпендикулярно к направлениям мачты и ветра:
ф W cos гр Ь
Т 2 Т sm а fiqbd sin ip cos ip sin a;
14c
здесь h высота узла над анкером;
b горизонтальное расстояние от анкера до мачты;
I длина хорды оттяжки;
W сила действия ветра на оттяжку, определяемая из ф-лы 10;
ip угол между направлением ветра и оттяжкой;
а угол между направлением ветра и плоскостью, проходящей через мачту и оттяжку.
Необходимо заметить, что расчет мачт целиком по способу 1, т. е. без введения поправок U, дает некоторый запас прочности конструкции.
Рассмотрим общий случай оттяжки АВ, прикрепленной в точках В и А к мачте и анкеру фиг. 3.
Если обозначить вес оттяжки через G, а силу ветра, дующего по направлению CD на оттяжку, через W расчет по способу 1, то равнодействующая R дает по величине и направлению сумму сил, действующих на нить. Это сложение сил удобно произвести в точке В, ибо тогда _ DBA Р-
Обозначив далее ВС h, АС b, АВ I, 1 DC А а и решив пространственную задачу, найдем угол р из выражения:
cos р
hG bW COS а IR
15
Фиг. 3. Разложение сил в пространстве
Практически вполне удобно и при учете ветра по случаю 2 рассчитывать по ф-лам 10 и 11, но корректировать расчет добавочными реакциями 17, действующими на узел по направлению хорды каждой из оттяжек и равными:
U W c20S-g- А. qld sin ip cos ip. 14
Направление действия этих сил на точки А и В прикрепления со стороны нити всегда принимается против направления ветра.
При пользовании этой формулой необходимо учесть, что при а 90 величина cos а получает отрицательное значение.
По значению cos q из тригонометрических таблиц находится sin р, входящий в ф-лу 10. В некоторых случаях sin ср определяется непосредственно:
а если а 0, то:
sm р
b если а130, то:
hW bG IR
hG bW
cos 9 m.
hW bG
16
17
18 19
МАЧТЫ НА ОТТЯЖКАХ
68
3. Ход расчета мачт на оттяжках
Ввиду того что обычные деревянные бревенчатые мачты могут рассматриваться как неразрезные балки сравнительно малой жесткости, можно при расчете оттяжек пренебречь перераспределением нагрузки между узлами и исходить ив предположения шарнирности узлов мачты. Это предположение дает возможность рассчитать каждый ярус оттяжек независимо от смежных ярусов сверху и снизу.
Она может быть определена из ур-ния 20, в котором правая и левая части представляют разность между длинами кривой и хорды оттяжки 3 при действии ветра и температуры:
8 о2 , , , , Kslsin с I
Т' 50 8' Шо alt l Ah
откуда:
Г25iy 3jR3sing,32iCE£0 VWf 4 1
EaAh-h I
S0 EooatJ ;
20
21
Дальнейшее уточнение расчета возможно путем учета неразрезности мачты и неравномерности осадок ее узлов.
После расчета оттяжек производится поверочный расчет тела мачты, фундаментов и анкеров, служащих для крепления оттяжек.
4. Расчет оттяжек мачты
Четырехбревенчатые мачты имеют обычно по 4 оттяжки в каждом из узлов, трехбревенчатые по 3 оттяжки, что соответствует числу связей, минимально необходимому для обеспечения неизменяемости конструкции мачты, но менее удобно в эксплоатационном отношении ввиду несколько большей трудности выправления мачты.
Все возможные случаи расчета мачт на оттяжках сводятся к четырем основным схемам фиг. 4.
мг
КЗ
90
N3
VI
г иг иг
120 гоТ Г
ш N1 J, '
II
f
. _ 1
ЬУ2
1
г ъ
1
г ъ
II
£
3
п
2
II
Ю
Ш 12
u 1 и у 2“ и 1
с
II
3
Фиг. 4. Основные расчетные схемы
1 Расчет по ехеме 1
Схема 1 обычно является расчетной длд промежуточных узлов мачт с четырьмя оттяжками при определении наибольшего в них усилия. При определении же усилий в оттяжках самого верхнего уела, к которому прикрепляется сеть, при неспущенной сети необходимо учесть, что направление антенны может образовать с направлением ветра различный угол.
Нижеприводимые формулы предполагают отсутствие в узле усилия от антенны т. е. отсутствие подвешенной в у еле сети, но аналогичные же выражения легко могут быть составлены и для случая наличия в узле усилия от антенны.
При направлении ветра, указанном на схеме 1 стрелкой, оттяжка 1 является рабочей оттяжной, воспринимающей всю ветровую нагрузку узла, оттяжки же 2 и 3 являются нерабочими.
Вследствие растяжения самих тросов, сжатия тела мачты от действия ветра и изменения температуры основная стрела прогиба оттяжек 3 изменяется по отношению к начальному состоянию.
здесь 1 уьг Ь9 начальная длина хорды оттяжки;
А начальная высота узла над анкером;
Ь горизонтальное расстояние между анкером и основанием мачты;
Е модуль упругости витого троса, принимаемый по опытам равным Е 2 10е кгсм2;
площадь поперечного сечения троса;
з YG -f- W равнодействующая из веса оттяжки G и давления на нее ветра Ж3;
W3 fxqdl давление ветра на оттяжку 3;
у коэфициент обтекания троса ветром;
q интенсивность давления ветра на единицу площади перпендикулярной площадки;
d диаметр троса;
Ра угол между равнодействующей Rz и хордой оттяжки, определяемый по ф-ле 15:
csP, f,
О Gb
о Wo натяжное усилие в оттяжках при о
отсутствии ветра и изменения температуры;
о основная стрела оттяжки тоже при отсутствии ветра и изменения температуры. Обычно принимается 0,026, тогда S0 625G;
do j разница между длиной оттяжки
и длиной хорды при отсутствии ветра и изменения температуры см. ф-лу 4;
Ah упругое укорочение самого те
ла мачты вследствие ее сжатия под влиянием ветра;
Tj напряжение сжатия в любом пролете мачты, определяемое предварительными эскизными подсчетами с точностью до 70 750;
N усилие в каждом пролете мачты;
F площадь поперечного сечения мачты;
Ег модуль упругости материала мачты;
a длина любого пролета мачты;
2 внак суммы, распространенный на все пролеты, расположенные между рассматриваемым узлом и основанием мачты;
а коэфициент линейного расширения материала оттяжек;
t одновременное с ветром понижение температуры по отношению к нормальному состоянию мачты когда натяжное усилие рзчно Sa, а основная стрела равна „.
При пользовании ф-лой 21 стрелка 0' определяется путем последовательного приближения. Сначала определяется значение
686
В. Г. писчиков
из того же выражения 21, но сокращенного до вида:
V 3 Д3 sin р3. 22
УЁа
Найденное из ф-лы 22 значение f0' подставляется в ф-лу 21, откуда величина 0' определяется уже с достаточной степенью точности. При желании еще более уточнить результат можно еще рае повторить подстановку найденного о' в ф-лу 21.
При разнице между двумя последовательными значениями fo не превосходящей 4 5, дальнейшее уточнение 0' излишне.
Натяжное усилие S3 в оттяжках 3 определяется по ф-ле 3:
о _ R3I sing3 3 “ 8
В схеме 1 оттяжка 2, так же- как и оттяжка
3, является нерабочей. Стрела провеса 0 этой оттяжки находится в зависимости от перемещения узла, т. е. от натяжения оттяжки 1. и определяется из ур-ния 23, в котором правая и левая части выражают приращение длины хорды оттяжки 2 от действия ветра и температуры:
IV - j. is - а -т £г-1
_га0 51-0-ог- tjg_._ _lmi, 23
откуда:
г;l’w£-“it'41“W
ляемых по ф-ле 14а в том случае, если давление ветра учитывается по способу 2;
Дх V G W равнодействующая сил, действующих на оттяжку 1;
Rt Y G Wl равнодействующая сил, дей ствующих на оттяжку 2;
sin рг угол между равнодействую
щей и хордой оттяжки 1;
hWb ЬС
sm рг угол между равнодействую
щей и хордой оттяжки 2.
Остальные величины, входящие в выражения 24 26, а именно h, I, Е, at, 90, 50, Ah, а, t имеют те же значения, что и в ф-ле 21.
При пользовании ф-лой 24 рекомендуется следующий порядок расчета.
Сначала по сокращенной ф-ле 27, в которой под знаком корня оставляются только три первых члена суммы, определяется 0:
ft' V J “, „1m-Jm. 27
Приближенное значение ' подставляется в ф-лу 25, найденное по ней значение S2 в ф-лу 26 и наконец по ф-ле 24 находится второе значение величины 0 обычно с достаточной точностью.
Если разница между первым и вторым значениями о превышает 3 5, подстановки в ф-лы 25, 26, 24 можно повторить и еще более уточнить искомые величины S2 и Sx.
-ад3 -1 Н. 24
В этом выражении величины и S2 имеют значения:
с R1 sin д2 т ок
V - gJ’
sx msx. 26
В выражениях 24 26 обозначено:
т укорочение хорды оттяжки 2 от единичного удлинения хорд оттяжек 1 значения величины т для разных расчетных схем приведены на фиг. 4;
i натяжное усилие в оттяжке 1 от горизонтальной силы Я 1 в узле от действия ветра;
значения величины i для всех схем приведены
на фиг. 4;
Я действующая в узле горизонтальная сила, складывающаяся из:
а давления ветра на смежные пролеты мачты;
б давления ветра на все 4 оттяжки, передающегося в увел по закону простой балки согласно ф-ле 10;
в иэ горизонтальных составляющих Ни поправочных реакций всех четырех оттяжек, опреде-
'13 sin 93 УТш Г
После того как величины натяжных усилий во всех оттяжках найдены, нетрудно определить вертикальное усилие, действующее в этом узле на мачту по формуле:
1ТГ, 28
где SF сумма вертикальных проекций дей-
G _ IV _
ствующих в узле сил -у и о. Силы -у из ф-лы
10 и силы Vu из ф-лы 14в дают для схем
1 и 2 сумму вертикальных проекций, равную нулю.
Пример 1. Расчет узла по схеме 1
Требуется определить усилия, действующие в верхнем у еле деревянной мачты фиг. 5 и 6.
Расчетные данные: отсутствие антенны; изменение температуры равно нулю; интенсивность давления ветра 250 кгм2 площади, перпендикулярной к направлению ветра.
Определим основную стрелу провеса оттяжек по ф-ле 21:
1 УЬ V V74,5а 37,5 83,4 м W3 fiqdl у- 0,250 0,015 83,4 0,208 m;
Ео 2 107 81,4 10_ 1 628 m; Я3 УG W Y0,064 0,208 0,218 т;
h 74,'5 0,064. чсо.
G 83,4 0,00077 0,064 то; COS 953 -g3 0218 0,262,
МАЧТЫ НА ОТТЯЖКАХ
68Т
sin qj 0,965;
S0 6,25G 6,25 0,064 0,40 m;
8 g2 _ 0,003262 _ 0,0032 37,58 __nniR
0 31 31 3-83,4 “
ni _ 20,9-64-19,4-1017,9-1316,4 16 on Ei 100 000
3 на оттяжки:
Hs -f- 0,015 74,5.283,4-2 0,25 0,50,40 m
и поправочных реакций U при учете ветра по способу 2 по ф-ле 14аJ:
я- -2-т-тчт-т
-- 0,25 0,015 74,5 ™ _ 0,04 т.
Полное значение горизонтальной силы:
Я 0,14 -f- 1,29 0,40 0,04 1,79 т;
Ц PF -- 0,25 0,015 83,4. Щ 0,186 т;.
R1 Ri V G W
У 0,064® 0,186 0,196 т;
4Г _ 4 пп 1 Л со. 24-1,52 1 628-0,018 i 1 628-0,008-74,5 0,40
о 1,77 у 0,63- 334 334 ет j
1,77 У 0,63 0,04 1,55 м.
sin 9l 1ьо тм-о.шз _
IRi 83.4 0.196 O,jyo,
Сначала определяем f9 по ф-ле 22j
f0 : 83,4 V3 0,218 - 0,965' УГ628
г 1,771Л,63 1,52 м.
Вторично определяем f0 по ф-ле 21:
з
Разница между обоими значениями б'' состав ляет:
1,55 1,52 1,55
2-
Натяжное усилие в оттяжках 3:
е _B3lsln3 0,218-83,4 - 0,965 л Ьз - щ 442 т-
Основная стрела оттяжек 2 определяется сначала по ф-ле 27:
о jg ЕаГ о7П- 1 mlJ ;
л I
т 1; i у.
sin 9а
hWa bG _ 74,5-0,186-37,5-0,0в4 _ л плл 1Й2 83,4-0,196
■фг'
27' i
I
I
ь
s А £ 4 Ь
V
Г
м
32,5
:о
61
Af267
Сг8,3
Фиг. 6. Верхушка мачты
Фиг. 5. Схема мачты средней высоты
Горизонтальная сила Н в узле определится уммированием давления ветра:
1 на стеньгу:
. 2,ь. 0 х
vy, 20,86 3,25 п л г
X 20“ 14 т
2 на тело мачты:
Яг. 0,617 22,86 - 0,25 1,29 т;
о Kie7:f‘83'4-o'oi8-2,4-5-o'o’8-2:
У 7,95 2,82 ж.
Далее, по ф-лам 25 и 26 находим:
П Ril sin _ 0,196 83,4 0,700 _ Л еп
62 8 - 2,82 P,uU Ш’
S1 Hi S2 0,50 4,48 т.
688
В. Г. писчиков
Снова определяем величину Ц по ф-ле 24:
у 7,95 0,32 0,29 2,83 м.
Разница между обоими значениями f0' составляет 0,3.
о _ 0,196 83 ‘ 700- 0,50 т;
О 2,00
iSj 4,48 т.
Расчетное напряжение в оттяжке 1: п 55 60 кгмм.
Вертикальная сила, передаваемая в узле на мачту:
Р а 2G 25,5, -£ 2 0,064
4,48 2 1,42 0,50
74,5
7,13 т.
83,4
2 Расчет по схеме 2
При расчете по схеме 2 одно бревенчатых мачт усилия в оттяжках получаются меньше, а усилия.в теле мачты больше, чем при расчете по схеме 1. Поэтому расчет одно бревенчатых мачт необходимо производить по обеим схемам.
Бели коэфициенты обтекания и цг для схем 1 и 2 приняты равными, то тот же результат получается и при расчете четырехбревенчатых мачт. Опыты, производившиеся в 1927 г. над моделями четырехбревенчатых мачт в аэродинамической трубе, дали следующие результаты.
Бели коэфициент обтекания одно бревенчатой
мачты принять равным -у , то коэфициенты обтекания четырехбревенчатой мачты, сильно меняю' щиеся в зависимости от схемы и от отношения величины зазора с0 между бревнами к диаметру ■бревна D0 фиг. 6, получают следующие значения.
проектировании. Однако нужно иметь в виду следующее.
Если ветровую нагрузку на 1 м2 вертикальной проекции мачты ц q определять по формуле qл yv2, где v скорость ветра, и применить эту формулу к модели четырехбревенчатой мачты при испытании по схеме 2 при обычном соотношении с0 0,5D0, то коэфициент у, найденный из испытания, получится равным у 0,067. Применяя эту же формулу к случаю ветра наибольшей возможной согласно наблюдениям скорости v 50 мсек, получим наибольшее возможное давление на мачту: fiq 0,067 502 167 кгм2 вертикальной проекции мачты. Принимая во внимание, что для
167
указанного случая л 1,12, получим q j- 150 кгм2 против обычно принимаемой расчетной интенсивности давления ветра q 250 кгм2 и коэфициента обтекания для всех
случаев и. Пользуясь последними цифрами,
получим р q 23 250 167 кгм2, т. е. то же расчетное давление на мачту, что и при испытании по схеме 2.
Эти соображения позволяют, повидимому, до получения более точных данных пользоваться коэфициентами обтекания табл. 1, полагая однако расчетную интенсивность давления ветра не 250, а 150 кгм2 во избежание чрезмерно преувеличенных ветровых нагрузок на мачтуг.
При расчете мачт по схеме 2 применяются те же расчетные ф-лы 24 27, что и для схемы 1.
Пример 2. Расчет узла из примера
по схеме 2
Определяем основную стрелу оттяжек по ф-ле 27:
Таблица 1
Величина зазора
со
0
0,2 Do
0,4£0
0,6Dq
0,8Dq
1,0D0
1,2£0 t
1,4D0
Коэфициент
обтекания
схема 1
А 1
0,50
0,51
0,59'
0,69
0,74
0,76
0,77
0,75
схема 2.
2 1,28
1,16
1,13
1Д1
1,04
0,91
0,78
0,69
Отношение погонных нагрузок
на мачту 3,08
2,78
2,37
2,03
1,77
1,52
1,31
1,19
Нижняя строка таблицы, дающая отношение погонных ветровых нагрузок на мачту по схемам 1 и 2, показывает, что для всех обычно встречающихся четырехбревенчатых мачт при с0 20 рассчет по схеме 2 дает наибольшие усилия как в теле мачты, так и в оттяжках, и расчет по схеме 1 поэтому излишен. К сожалению модели мачт были выполнены в масштабе 26 хз натуральной величины, испытывались без прокладок между бревнами при скорости воздушного потока всего лишь 10 мсек все это затрудняет использование результатов этих испытаний при
Y 75 т 1 i
т 1 1 у 2.ъ ’
Горизонтальная сила Н в узле определится суммированием давления ветра:
1 При определении ветровой нагрузки по существующим ОСТ, дающим сравнительно небольшой скоростный напор qo см. сноску на стр. 683,. можно воспользоваться коэфициентами обтекания табл. 1.
Прим. автора.
МАЧТЫ НА ОТТЯЖКАХ
689
1 на стеньгу: Нг
2 0,270 0,325
X
X 2,5 0,25 0,14 т;
2 на тело мачтм:
Нг Т 0,762 22,86 0,25 1,59 т;
3 на оттяжки по ф-ле 10:
Нг 4 0,5 fiqdl sin ip;
Vhi 0,552 174,52 0,5 - 37,52 ЛП,0.
sin ip j-. в у -57Г7 0,948;
83,4
з 4 0,5 0,25 0,015.83,4-0,948 0,40 m
и поправочных реакций U при учете ветра по второму способу по выражению 14а:
Ht H3cosip Ь
0,40 - 0,318 37,5
IV 2
0,04 т;
83,4-1,414
Я 0,14 1,59 0,40 0,04 2,09 т;
W1 Wi
0,25 0,015 83,4 - 0,948 0,198 т;
Ri Ri УG2W у 0,С64 0,198а 0,208 mj
hG bWi COS ai IRx “
74,5 0,064 37,5 0,198 0,707 _ n n„Q.
83,4 0,208 ‘
Sin q1 0,9996;
COS pt
hG bWj cos 7a IRa
_ 74,5 0,064 37,5 0,198 0,707 _ n KnK,
“ 83,4 0,208 “ ’ ’
sin 92 0,817;
fo Ff 83,4 - o, 0‘8 274,5 - , 008 -2
182 2,61 м.
По ф-лам 25 и 26 находим:
с Raising 0,208 83,4 0,817 n RB
8-гд, 0.68 m,
S1 HiS, 0,68 8,98 m.
Снова определяем „ по ф-ле 24:
В Расчет по схемам 3 и 4
Расчет узлов на трех оттяжках по схемам 3 и 4 не отличается от расчета узлов по схеме 2 и производится по тем же ф-лам 21 27. Разница заключается только в том, что при учете ветра по второму способу добавочные реакции по ф-ле 14 для схем 3 и 4 дают сумму вертикальных проекций, отличную от нуля, что можно учесть при определении силы V по ф-ле 28. Впрочем ввиду незначительности этой добавочной силы при пользовании ф-лой 28 ею можно пренебречь.
При выборе между схемами 3 и 4 необходимо учесть, что при одинаковом в обоих случаях коэфициенте обтекания л расчет по схеме 3 дает наибольшие усилия в теле мачты, а по схеме 4 в оттяжках. Это приводит к необходимости расчета трехбревенчатых мачт по обеим схемам. Опытных коэфициентов обтекания для трехбревенчатых мачт пока не имеется.
б. Расчет конструкции тела мачты
Найденные из выражения 28 узловые усилия в каждом из узлов мачты, а также веса отдельных пролетов мачты дают возможность определить продольные усилия во всех пролетах по формуле: N ЕР 27С, 29
где ЕР сумма вертикальных узловых усилий от оттяжек вышележащих узлов, определяемая по ф-ле 28;
ЕК вес вышележащей части мачты.
Кроме продольных усилий тело мачты испытывает изгиб от действия ветровой нагрузки и работает как неразрезная балка на опорах, имеющих неодинаковую осадку. Обычно расчет
бревенчатых мачт на изгиб производится в предположении, что узлы неподвижны, а расчетный изгибающий момент в середине пролетов мачты:
м 30
где р nqD погонная ветровая нагрузка на тело мачты;
ц коэфициент обтекания; q интенсивность давления ветра;
D полная ширина мачты; а длина пролета.
Расчетное напряжение в теле мачты проверяется по обычной формуле:
31
_ N. М п pF W’
где р коэфициент продольного изгиба;
F площадь поперечного сечения мачты; W момент сопротивления сечения мачты. Хотя изгибающие моменты в узлах мачты могут превысить значения, полученные по ф-ле 30,
Г. Кб,82 0,68 - 0,40, ‘ у 6,82 0,34 0,44 2,59 м.
Разница между обоими значениями 0 состав- однако расчетные напряжен ия обычно получа-
ляет 0,8. ются меньше, так как при поверке суммарного
Вертикальная сила, передаваемая оттяжками напряжения в узлах можно не вводить в знамена мачту в узле: натель ф-лы 31 козфициента продольного из-
_ _ h „ Л., , гиба р.
Р 2G -f- 2ох 2оа j 2 0,064■ Для более точного расчета тела мачты можно
74,5 в ч _ рекомендовать следующий метод решения с по-
4- 0,68 3,98 2
83,4
8,47 7,13 т.
следовательным приближением.
690
В. Г. писчиков
Прежде всего нужно найти эпюру моментов в теле мачты от ветровой нагрузки как в неразрезной балке на жестких опорах х. Эту эпюру нужно сложить с эпюрой моментов от неравномерной осадки опор. Для нахождения последней определяют горизонтальные прогибы всех увлов шарнирной схемы но формуле:
. Ц I Г 3 о2 с
5о“
S2 - So I
Ecu
32
В этой формуле все величины имеют те же значения, что и в ф-ле 24, новая величина коэфициент и дана на схемах фиг. 4. Ввиду значительной величины прогибов у в дальнейшем расчете выгоднее неравномерность осадок z отсчитывать от прямой АгВ, как это покаэано на фиг. 7, причем:
„ -if-Л.- 83
По найденным величинам осадок zn нетрудно найти эпюру изгибающих моментов, возникающих в результате этих
осадок.
Действительная эпюра моментов в теле мачты получится сложением обеих полученных эпюр.
Дальнейшее уточнение расчета может быть достигнуто вторичным пересчетом всей
Фиг. 7. Деформация мачты, причем найденная суммачты марная эпюра моментов дол
жна быть использована при определении узловых ветровых нагрузок Я, входящих в формулы 24 26.
Горизонтальные силы Я давления ветра в узлах мачты найдутся как опорные реакции неразрезной балки по формуле:
тг V _ I _ Мп 1
о аи_Х ап п 1
МпМп1 ап
34
никаких добавочных связей по расчету на продольный изгиб не требуется.
2. Сами шпоночные связи рассчитывались не на смятие во врубках или изгиб болтов, а исключительно на силы трения, возникающие вследствие натяжения болтов. Этот метод расчета на трение основан на том, что на плотное соприкасание шпонок во врубках вследствие неточностей при сборке и неизбежной усушки самих шпонок шириной до 400 мм поперек волокон надеяться нельзя.
В то же время работа мачты на знакопеременную ветровую нагрузку требует полной плотности в связях, без которой невозможна устойчивость продольной оси мачты и неизбежны чрезвычайно опасные эксцентриситеты и выпучивания. При правильном уходе за мачтой натяжение болтов, предусмотренное расчетом на трение, обеспечивает полную надежность работы связей, в случае же недостаточного ухода за мачтой при значительном ослаблении натяжения болтов работа их как изгибаемых нагелей не сможет обеспечить устойчивости конструкции, несмотря на то, что расчет соединения как чисто нагельного дает обычно благоприятный результат. Объясняется это тем, что обычным образом исполненные нагельные соединения на болтовых нагелях сильно деформируются и далеко не обладают необходимой для мачт жесткостью.
Расчет болтов на трение производится по
формуле:
QSek foK i
Irn ’ 35
В
где М„_х, Мп, Мп1 величины опорных моментов со своими знаками. После определения сил Я весь расчет оттяжек и тела мачты производится вторично по тем же формулам 24 29 и 32 34, что и выше.
Расчет связей между бревнам и. Ввиду того что мачта представляет собою шпоночную балку, связи между отдельными бревнами должны рассчитываться как связи между элементами шпоночной балки, испытывающей одновременное действие изгиба и сжатия. Согласно ТУ и Н 1931 г. шпонки между отдельными элементами таких балок должны рассчитываться на суммарную сдвигающую силу от изгиба и сжатия т. е. от изгиба поперечного и продольного. Однако в практике проектирования деревянных радиомачт этот вопрос решался несколько иначе, чем он трактуется в ТУ и Н.
1. При расчете связей мачт учитывалась только поперечная нагрузка на мачту, т. е. считалось, что при наличии сильных связей, поставленных из расчета на поперечную ветровую нагрузку,
1 См. т. II справочника.
где В требуемое усилие затяжки каждого болта: Q 0,5 fiDaq поперечная сила в узле мачты от ветровой нагрузки;
1.9 статический момент половины поперечного сечения мачты;
е расстояние между прокладками панель мачты;
к коэфициент запаса на сдвиг обычно принимают к 1,5;
I момент инерции сечения мачты; т коэфициент трения обычно принимают т 0,3;
п число болтов в каждой из прокладок.
Если расчет натяжных болтов вести не только на сдвиг от ветровой нагрузки, но и на сдвиг от продольного изгиба согласно ТУ и Н, то вместо ф-лы 35 нужно необходимое натяжение болтов определять по ф-ле 36:
. ва
n QSek , 4Гр eft
Im ' am ’
36
здесь Т0 сдвигающая сила на половине пролета мачты по 27 ТУ и Н; а длина пролета мачты.
Остальные обозначения те же, что и в ф-ле 35.
Пример 3. Расчет болтового соединения
Для одного из пролетов мачты высотой 150 и с поперечным сечением согласно фиг. б требуется рассчитать болтовое соединение.
По ф-ле 35 находим:
Q 0,5 f 0,79 20,0 0,25 1,32 то;
S 33 000 см; I 1 788 000 см; e - 140 см;
ч
МАЧТЫ НА ОТТЯЖКАХ
691
к 1,5; х 0,3: п 4;
В
1,32 32 ООО 140. 1,5
4,28 т.
1 788 ООО 0,3 4 Для создания натяжения В 4,28 m необходимо поставить болты диаметром не менее 118. Бели предположить, что поставленные болты диаметром l1 работают как нагели, то максимальная сдвигающая сила, воспринимаемая каждым из них:
Tj, 0,5 3,182 У 400 45 1 270 кг, что составит от расчетной сдвигающей силы:
гтг100 100 148-
Необходимо отметить, что вышеизложенный расчет затяжки болтов относится к прокладкам, расположенным возле узлов мачты. В остальных прокладках сдвигающие усилия будут уменьшаться по направлению к середине пролета'
а. Однако требование жесткости мачты не позволяет рассчитывать болты на среднюю сдвигающую' силу.
6. Крепление оттяжек б мачте и анкеру
Один ив возможных способов крепления оття-жек к мачте показан на фиг. 9. Конец троса заплетается в виде петли специальной оплеткой
L-
болтЬ ф 22
Шайба trpyeпвг болт Ф 3Z
э
Фиг. 8. Тип прокладок и их крепление к мачте
Фиг. 9. Тип крепления оттяжек к мачте4
Если же вести того же случая:
а
расчет по ф-ле 36, то дли
Т0 1,03
33 000 39,5
В 4,28
110 ■ 100 9,9
1 Л ,0 Q Q „
1 0,50 2 290 ’
140 1,5 п ля
-г о. л - 7,37 т.
2 240 -0,3 -4
Для получения такого натяжения в болте пришлось бы поставить болты диаметром мини- мум I8
вокруг так назыпаемого коуша грушевидного вкладыша из стали, передающего нагрузку от троса на стальной палец фиг. 10 и 11.
Болты, прикрепляющие уголки к прокладкам и самые прокладки к мачте, могут быть рассчитаны как болтовые нагели с учетом или же без учета трения, развиваемого этими болтами, в зависимости от предполагаемых условий эксплоатации мачты
692
В. Г. писчиков
Болты, скрепляющие прокладки с мачтой, грассчитываются как нагели на сдвигающую силу, возникающую вследствие натяжения пары оття:жек, и на крутящий момент от этих же натяже;ий. Если обозначить вертикальные составляющее усилий в оттяжках через V и V2, то для ;узла по фиг. 9 расчетное усилие на каждый из срезов болта выразится величиной:
При
имеем:
гг _ ViVa _L Vi- Va 100 140
; 8 280-4
0,84 Vx 0,09F2.
на
Vx 5,0 m и V2 1,0 m
T 1,79 m.
При болтах d l1 допускаемое усилие один срез:
Тд9П 0,5 3,8 jl400 45 1,80 то.
Если же рассчитывать на трение при полной затяжке болта, то коэфициент запаса на сдвиг прокладки:
k 1,55.
Другой тип крепления оттяжек, примененный в мачте высотой 75 м, представлен на фиг. 12.
Крепление оттяжек к анкеру для возможности регулировки натяжения в достаточно широких пределах производится иначе, чем к мачте.
Фиг. Ю. Типовые коуши
Фиг. 11. Оплетка коуша
На фиг. 13 показано типовое крепление к анкеру. Конец оттяжки, обернутый вокруг коуша, не расплетается, а стягивается с оттяжкой специальными болтовыми зажимами, изображенными отдельно на фиг. 14. Дуговой зажим располагается подле коуша, чтобы обеспечить ялавный перегиб троса, количество важимов
- Трос ф 1Э
-Зорким четорехбалтобм для троса ф 13
определяется из расчета воспринятая трением полного усилия в оттяжке. Коэфициент трения принимается обычно равным 0,1 возможность попадания смазки, а коэфициент запаса на сдвиг не менее 5,0.
J I I r-■■
Щср 'Шатшя
Фиг. 12. Тип крепления оттяжек к мачте
7. Разбивка мачты на пролеты и размещение
анкеров
Ввиду того что оттяжки обычно крепятся к прокладкам, то и длины пролетов а являются кратными панели е, т. е. кратными расстоянию
-ЗаЖим дбуболтобОш для троса'ф 13
ЗоЖим ду2обой для троса 13сж
, СтяЖко бинт о 6 ой для троса ф 13
Фиг. 13. Крепление оттяжек к анкеру
МАЧТЫ НА ОТТЯЖКАХ
698
I НИ
250
200
298
WJ
Фиг. 14. Типовые сжимы
между прокладками, каковое сохраняется постоянным по всей высоте мачты. Так, в мачте на фиг. 15 расстояние между прокладками панель мачты равно везде 1,49 м. Длины пролетов а, начиная сверху, равны соотзетственно 14, 13, 12 и 11 панелям. Следует
N иметь в виду, что с точки 8рения статического расчета тела мачты было бы более правильным считать расчетные длины пролетов а не между точками прикрепления оття-
N - U- N
Фиг. 15. Разбивка мачты высотой 150 м
жек к мачте, а между точками пересечения оттяжек с осью мачты.
Стыки бревен мачты располагаются по винтовой линии фиг. 15. Длины всех бревен кроме четырех верхних и четырех нижних одинаковы. В мачте по фиг. 15 основная длина бревен равна 8 1,49 0,88 12,8
В мачтах большой высоты длина бревен доходит до 15 м при диаметрах до 33 см. Само собой разумеется, что брёвна такого размера могут быть получены только по специальному ваказу.
Раньше бревна стыковались косым зубом, однако ввиду нерациональности такого сопряжения в последнее время получил применение стык с прямым зубом фиг. 16.
При изготовлении этого стыка следует добиваться одновременного соприкасания обеих торцовых поверхностей стыкуемых бревен. Клинья в замке должны быть небольшой высоты и иа сухого материала. Высота клиньев 10 см, дан
ная на фиг. 16, чрезмерно велика; можно было бы ограничиться высотой 2 3 см, изготовляя парные клинья из дощечек толщиной 1,5 2,0 см. Эти клинья, с одной стороны, необходимы для сплачивания бревен при ;сборке мачты, с другой стороны, служат для воспринятия возможных растягивающих, усилий в бревне в случае, если болты, стягивающие стыковые бугеля, будут недостаточно затянуты.
На фиг. 17 изображен бугель, обычно применяемый в мачтостроении. Количество бугелей в стыке определяется, как обычно, ив расчета на трение. Растягивающая бревно сила определяется для нижнего узла верхнего пролета мачты по' формуле:
N' л,„ М 37
20 о Do
4
Фиг. 16. Тип стыка бревен
Обозначения те же, что на фиг. 6 й в ф-ле 31.
Вместо бугелей в стыке можно применять болтовые или нагельные соединения. Следует иметь в виду, что для возможности сборки стыка на болтах вертикальная плоскость стыка бревен должна проходить через ось мачты или во всяком случае приближаться к такому положению.
694
В. Г. писчиков
При размещении анкеров обычно принимают расстояние от анкера до мачты равным половине высоты мачты.
При высоких мачтах выгоднее устанавливать две системы анкеров, причем верхняя половина всего числа оттяжек крепится за анкеры, расположенные на расстоянии около 0,7 от высоты мачты, нижняя же половина всего числа оттяжек эа анкеры, расположенные на расстоянии около 0,3 высоты мачты. Подобное расположение оттяжек при двух системах анкеров примерно соответствует наименьшему весу оттяжек. Чем больше систем анкеров, тем легче запроектировать систему оттяжек, но стоимость анкеров при этом возрастает.
8. Расчет и конструкция анкеров
1 Массивные анкеры
Наиболее распространенным типом является массивный анкер из бетона или бута с металлической клепаной конструкцией для передачи нагрузки в толщу массива, изображенный на фиг. 18. Объем и размер анкера задаются из условия устойчивости анкера на скольжение по подошве и на опрокидывание относительно оси О фиг. 18. Обычно считается, что сдвигу
г глубина погружения анкера; г2 ширина анкера.
Поверка анкера на опрокидывание производится по формуле:
,. 39
где г8 длина анкера;
г плечо опрокидывающей силы Y фиг. 18. В ф-лу 39 не введено благоприятное влияние отпора земли при опрокидывании анкера ввиду того, что центр вращения анкера может оказаться не в О, а в Ог фиг. 18, что неблагоприятно отравится на устойчивости анкера и должно компенсироваться неучетом отпора земли. В обоих выражениях 38 и 39 не учитывается трение грунта по боковым граням анкера, целиком идущее в запас устойчивости.
Один И8 возможных типов клепаной конструкции анкера и прикрепление к ней винтовых стяжек показано на фиг. 19 и 20.
2 Железобетонные анкеры
Большой расход цемента и щебня при постройте массивных анкеров привел автора к мысли еще в 1926 г. о замене массивных бетонных анкеров легкими железобетонными конструкциями, в которых основная масса щебня заменяется грунтом.
анкера по подошве -сопротивляется сила трения при коэфициенте трения 0,3 и сила отпора эемли у передней грани анкера. Достаточным коэфициентом запаса считается 1,5 при ветре интенсивностью 250 кгм2.
Поверка анкера на скольжение производится по формуле:
Сравнительная проектировка тогда же показала, что объем бетона мойно при этом сократить в 5 6 раз и даже объем же лева уменьшить вдвое.
На фиг. 21 показан железобетонный анкер для той же мачты, для которой массивный анкер изображен на фиг. 18.
Анкер состоит иэ горизонтальной плиты, вос-
0,3 А - Y ff.rf.ra tg2 45в -tga 45е -
1,5,
38
где А вес анкера принимающей нагрузку от вышележащей земли
Y вертикальная составляющая реакций от- при выдергивании анкера, из лобовой упорной
тяжек, по величине и положению найденная графически на фиг. 18;
X горизонтальная составляющая реакций ©ттяжек;
1 9 удельный вес грунта;
0 угол естественного откоса грунта;
стенки и из ребра, содержащего распределительные тяги, передающие плите усилия оттяжек.
Размеры анкера подбираются таким образом, чтобы равнодействующая С усилий в оттяжках проходила через точку пересечения горизонтальной силы сопротивления сдвигу отпор земли
МАЧТЫ НА ОТТЯЖКАХ
695
плюс трение по подошве с вертикальной силой сопротивления выдергиванию вес земли плюс вес самого анкера. При соблюдении этого условия анкер получается наиболее экономичным и отпадает необходимость его поверки на опрокидывание. В остальном поверка устойчивости железобетонного анкера делается так же, как и массивного.
L150x100ll
Равнодействующую Z сил отпора у передней грани анкера треугольной формы можно считать приложенной на высоте 0,25 от низа анкера.
Поверка на сдвиг производится по формуле;
_М A-r z 15 41
где А вес анкера вместе с весом лежашей на нем земли, остальные обозначения те же, что и в ф-ле 38.
ЗунтоОдя стяЯкко Палеи точенди
Шплинт.
Серьга
Фиг. 19. Детали рамы к фиг. 18
Отпор вемли Z у лобовой стенки, имеющей примерно треугольную форму, определяется по формуле:
Z -A-g-r1x
Xtg45 4-tg45 I, 40
где Л площадь грани лобовой стенки; д удельный вес грунта; rt глубина вагружения анкера расстояние от поверхности вемли до нива анкера;
Е угол естественного откоса грунта.
Фиг. 20. Крепление винтовых стяжек к анкеру к фиг. 18
Поверка на выдергивание анкера производится по формуле:
Y 1.5-
40
Горизонтальная плита и лобовая стенка рассчитываются как обычные железобетонные плиты с одиночной арматурой. Расчетной нагрузкой для лобовой стенки является отпор земли Z, а для горизонтальной плиты вес самой плиты и грунта, на ней расположенного при выдергивании анкера.
Прикрепление винтовых стяжек к железобетонному анкеру изображено на фиг. 22. Указанные здесь хомуты нужны для укрепления выступающего из земли ребра анкера.
696
В. Г. писчиков
9. Фундаменты мачт
Обычный тип бетонного фундамента представлен на фиг. 23 для 75-л мачты.
Необходимая площадь подошвы фундамента определяется по допускаемому давлению на грунт в предположении равномерного распределения нагрузки по подошве.
-л300v
Фиг. 216. Железобетонный анкер мачты высотой 75 м к фиг. 21а
Винтобоя г стяшно I
I СерЬга
г
ХомцтЬ 10 шт
Фиг. 22. Крепление
винтовых стяжек к
фиг. 21
При установке мачты швеллера, передающие нагрузку на фундамент, соединяются на земле вместе с нижним кустом бревен мачты, затем эта часть мачты поднимается при помощи стрелы и устанавливается в стакан, оставленный в фундаменте при его бетонировании пунктир на фиг. 23, после чего стакан тщательно заполняется бетоном.
Иногда для удобства сборки низ мачты конструируется с сердечником фиг. 24. В этом случае фундамент бетонируется вместе с парой швеллеров большого профиля. Низ мачты соединяется со швеллерами, железной осью диаметром 40 мм, вокруг которой вращается нижний куст мачты при его подъеме. После этого ставится на. место на болтиках горизонтальный швеллер фиг. 24, и пространство под пятой мачты заливается цементным раствором.
Болты, соединяющие низ мачты со швеллерами фиг. 23 или о сердечником фиг. 24, рассчитываются как нагели.
При наличии грунтов, опасных в отношении вспучивания, желательно опускать подошву фундамента ниже уровня промерзания грунта.
10. Сборка и подъемка мачт
Предварительно производится полная сборка всей мачты на вемле на подкладках из тщательно обтесанных и остроганных согласно проекту сосновых бревен. После этого целиком собранный вместе с фундаментными болтами нижний куст мачты, состоящий из 5 6 бревен, поднимается при помощи стрелы.
Стрела делается из семивершкового бревна длиною до 10 м, врубленного шипом в виде буквы Т в горизонтальное бревно в 2 3 раза меньшей длины. Концы этих бревен взаимно связываются в треугольную систему канатом или тросом.
На фиг. 25 показана подъемка нижнего куста четырехбревенчатой мачты. Основание мачты при подъемке упирается в концы швеллеров, поставленных стоймя в стакан фундамента. Верхушка куста расчаливается к двум боковым анкерам 1 и 3, третья расчалка к анкеру 2 постепенно вытравляется по мере подъема куста, за чем особенно важно следить при положении мачты, близком к вертикальному, когда возникает опасность падения поднятого куста в направлении лебедки.
МАЧТЫ НА ОТТЯЖКАХ
697
Так же поднимаются стрелой целиком собран- ких бревен поднимаются прикрепленные уже
ные одно бревенчатые мачты, причем каждый блоки фиг. 26 с перекинутыми через них троив узлов мачты должен расчаливаться оттяжка- сами фиг. 27, служащими для подъема бре-
ми. При подъеме такой мачты особенно важно организовать равномерное вытравливание каждой из оттяжек, идущих к анкеру 2 фиг. 25.
Фиг. 23. Фундамент мачты
При подъемке первого куста трех- или четырехбревенчатой мачты на концах двух более высо-
Сечение по C-D Фиг. 24. Тип фундамента мачты
вен и мачтовика. Обычный диаметр такого подъемного троса 8 10 мм.
698
В. Г. ПИСЧИКОВ
После закрепления куста оттяжками и выверки его положения приступают к дальнейшей сборке. Лебедка 2 поднимает люльку е мачтовиком, лебедка 1 очередное бревно, захваченное удавкой подъемного троса несколько выше его середины. При подъеме бревна его
затем все прокладки и половина числа болтов в зоне III. После этого мачтовик отвязывает трос от вновь установленного бревна, спускается вниз и переходит на люльку, привязываемую к концу троса, перекинутого через блок бревна А.
Затем поднимается следующее бревно, причем вся операция повторяется в том же порядке вновь и т. д.
Иногда сборку производят два верхолаза. При этом необходимо иметь три лебедки и четыре подъемных троса.
Когда мачта поднимется над уровнем оттяжек на высоту до 10 м, необходимо ее верхушку раскрепить хотя бы временными оттяжками, иначе трудно рассчитывать на соблюдение строгой прямолинейности оси мачты.
Иногда при сборке наиболее высоких и мощных мачт вместо примитивных люлек употребля-
Ианкеру М
rfj3-
.Лебедка
4 К анкеру N3
Фиг. 25. Схема подъема первого куста мачты
положение регулируется снизу поднимаемым вместе с бревном тросом, а также веревкой, специально привязанной для этой цели к нижнему его концу, что облегчает мачтовику установку бревна на место.
Согласно схеме на фиг. 27 при подъеме нового бревна в зоне I уже поставлены на место все про,кладки и болты, в зоне 11 поставлены все прокладки и половина всего числа болтов. После установки очередного бревна на бревне D ставятся на место недостающие болты в зоне II,
Фиг. 27. Схема подъема бревен мачты
ются целые передвижные площадки размером до 3,5 X 3,5 м, поднимаемые по мере сборки мачты и позволяющие двум-трем верхолазам производить работу с бблыпими удобствами и большей тщательностью.
11. Уход за мачтами
Деревянные кустовые мачты требуют за собой весьма тщательного ухода, особенно в первое время после возведения. В первое время необходимо не реже одного раза в месяц подтягивать все поставленные болты. Несоблюдение этого правила, как показывает опыт, неизбежно приводит к значительным искривлениям мачты, чрезвычайно трудно устранимым или же совершенно неустранимым впоследствии.
Не менее важно проверять периодически вертикальность и прямолинейность мачты с помощью теодолита, а также правильность стрелы провеса оттяжек.
Если потребовать соблюдения расчетного условия о 0,026, то будем иметь фиг. 1:
BG 4 0,08. 43
Необходимо, пользуясь ф-лой 43, нанести на мачте при ее сборке белой краской положение точек G, после чего правильность натяжения очень удобно может быть проверена визирной трубой, накладываемой на оттяжки у анкеров мачты и дающей направление касательной AG.
СЖАТЫЕ ПУСТОТЕЛЫЕ СТЕРЖНИ
699
Далее, необходимо проверять и, если нужно, подтягивать болты у зажимов оттяжек и следить за целостью тросов и исправностью лебедок, служащих для подъема мачтовика.
Для обеспечения нормального срока службы мачты до сего времени обычно применялось покрытие ее при изготовлении и после установки за 2 3 раза горячей олифой, реже окраска масляной краской. В настоящее время кроме
олифы можно рекомендовать применение антисептиков последующего действия, вводимых при сборке в места сопряжения бревен мачты с прокладками и с опорными частями, а также во все болтовые отверстия и трещины в древесине. Нужно думать, что применение антисептиков последующего действия позволит удвоить нормальный десятилетний срок службы деревянных мачт.
Инж. И. Я. ИВАШИН
IX. СЖАТЫЕ ПУСТОТЕЛЫЕ СТЕРЖНИ
1. Общие сведения
Наиболее рациональной конструкцией элемента, работающего преимущественно на осевое сжатие, является пустотелый стержень составного сечения в виде квадрата, треугольника или разреженного1 кольца фиг. 1, обшитый фанерой. Такой стержень обладает большим моментом инерции при минимальной площади рабочего сечения; удаленные от нейтральной оси отдельные стойки обеспечивают большую устойчивость его, а сплошная фанерная обшивка устраняет местный продольный изгиб, неизбежный в сквозных стержневых конструкциях. При работе пустотелого стержня в незащищенных условиях фанерная обшивка1 помимо того используется для ващиты рабочих элементов от увлажнения атмосферной и производственной влагой.
Деревянные пустотелые стержни в за- ' висимости от их масштаба и назначе- х ния могут иметь прямолинейное, ломаное или криволинейное продольное очертание. Такие элементы при одинаковых расчетных данных получаются почти в два раза легче металлических сжатых стержней, выполненных в виде ажурной решетчатой конструкции. Поэтому есть все основания ожидать в дальнейшем широкого их применения в самых различных областях строительства. Наиболее характерными. областями рационального применения пустотелых стержней являются:
1 стрелы и мачты деррик-кранов преобладает нормальная сжимающая сила;
2 ноги парашютных, триангуляционных и тому подобных вышек преобладает поперечный изгиб;
3 причальные и другие башни совместное действие нормального сжатия и поперечного изгиба.
Кроме того легкие пустотелые стержни могут быть использованы в опорах подвесных дорог и висячих временных мостов, в ангарах и в ряде других сборно-разборных сооружений облегченного типа.
2. Примеры конструкций
1 Деревянные деррик-краны
Существующие деррик-краны бывают как металлические, так и деревянные; последние имеют ряд существенных преимуществ.
1 В будущем предполагается использование для этой цели водоупорной негниющей строительной фанеры; при казеиновой или альбуминовой фанере необходимо применение водоупорных лаков или покрасок.
Помимо большой приспособленности к различным видам строительных работ они весьма экономичны, -так как требуют для изготовления мало материала, труда и времени.
Применяемые в строительной практике деревянные деррик-краны, стрела и мачта которых выполнены из бревен фиг. 2, имеют обычно небольшой вылет стрелы и сравнительно малую грузоподъемность. Стрелы с вылетом более 18 м до сих пор выполняются, как правило, из металла, сплошной фасонной или составной решетчатой конструкции.
Практика монтажа сборных сооружений показала, что чем длиннее стрела, тем эффективнее работа деррика, легко осуществляющего верти
кально-горизонтальное бесперегрузочное перемещение больших и малых грузов.
Новая конструкция пустотелой стрелы деревянного деррик-крана 2 дает возможность осуществить ее длиною до 30 и даже до 40 м при грузоподъемности до 15 т.
Деревянная стрела системы СДК ЦНИПС 8 законструирована в виде пустотелого квадратного стержня криволинейного очертания фиг. 3, в углах которого расположены стойки, сшитые из двух или трех досок каждая со стыками вразбежку. По всей длине стойки соединены между собой фанерной обшивкой на гвоздях, шурупах или клею, по концам же сходятся и с некоторой подтеской образуют ' сплошное сечение; для лучшего скрепления их между собой здесь вставляется концевой вкладыш фиг. 4. На эти концы насаживается сплошной металлический наконечник или одевается металлическая накладка, с помощью
2 Разработана в секторе деревянных конструкций ЦНИПС.
3 Исследование деревянных стрел деррик-кранов
проведено автором в НИС Московского инженерно
строительного института им. Куйбышева.
Фиг. 1. Деревянные полые стержни составного поперечного сечения различных форм квадрат, треугольник и разреженное кольцо
700
И. Я. ИВ АНИН
которой через чеку фиг 5 все сжимающее усилие передается опорной пяте крана. Концевая площадь сечения назначается из условия ее сопротивления торцевому смятию.
Фиг. 2. Деревянный деррик-кран
Для обеспечения жесткости поперечного сечения стрелы по всей длине ее внутри расставлены диафрагмы с таким расчетом, чтобы на них попадали швы фанеры; кроме того по одной диафрагме поставлено' между швами та-
Г
О
L
Поперечное сечение стрелы 0,5
Очертание
стрелы
М
Боковой бид диафрагмы
jjjsir
JO,5
7
Фиг. 3. Деревянная стрела системы СДК
ким образом расстояние меясду диафрагмами постоянно и в длинных стрелах равно половине длины листа обшивочной фанеры. Диафрагма редесавляетп собой двойную крестовину, прикре
пленную гвоздями к поперечному листу фанеры фиг. 6, вырезанному по размерам поперечного
Фиг. 4. Концевой вкладыш к стойкам
еечения стрелы в свету. На фиг. 7 показано расположение таких диафрагм при сомкнутом ближнем и еще несомкнутом заднем конце стрелы.
Фиг. 5. Металлический наконечник
Стыки досок угловых стоек размещены равномерно по длине стрелы за исключением средней и концевых частей, где эти стыки отсутствуют.
Фиг. 6. Диафрагма
В продольном разрезе стрела фиг. 8 имеет прямолинейный средний участок длиною в 0,6
ООО
Фиг. 9. Триангуляционные вышки
о
СЖАТЫЕ ПУСТОТЕЛЫЕ СТЕРЖНИ
Разрез по 4 в Болты фЬ
Гбозди ф 3,5, L 80
Фиг. 10. Наблюдательная площадка вышки
СЖАТЫЕ ПУСТОТЕЛЫЕ СТЕРЖНИ
703:
Приварить
и криволинейные по дуге круга концевые участки длиною по 0,2. Такое очертание стрелы весьма близко к очертанию бруса равного сопротивления продольному изгибу.
Все сказанное в одинаковой мере относится и к мачте деррик-крана, поскольку последняя по характеру работы мало отличается от стрелы.
2 Триангуляционная вышка
Триангуляционная вышка фиг. 91 СДК ЦНИПС представляет собой основную несущую трехгранную пирамиду треногу, состоящую из пустотелых с фанерной обшивкой ног. Наверху помещается наблюдатель ная площадка фиг. 10, перила которой служат одновременно ориентиром для визирования на далеком расстоянии; стол для инструмента непосредственно опирается на основную пирамиду.
Все три ноги пирамиды верхними концами приболчены к общей болванке, а нижними упираются в загруженные булыжным балластом фундаментные площадки фиг. 11, к которым во избежание опрокидывания башни при сильном ветре они также приболчены.
Сечение каждой ноги представляет собой треугольник фиг.
12, о, в углах которого расположены трапециевидного сечения стойки. По всей длине ноги стойки соединены фанерной обшивкой на шурупах, гвоздях или на клею, на концах же сходятся и с некоторой подтеской образуют сплошное шестиугольное сечение фиг. 12, б.
Ноги работают преимущественно на поперечный изгиб от собственного веса и ветра и лишь в незначительной мере на осевое сжатие. Близкое к равнопрочному двояко выпуклое очертание ног пирамиды принято в целях удобного центрального опирания в концевых шарнирах, а также для уменьшения собственного веса конструкции.
Поскольку триангуляционная вышка, предназначенная для топографических целей, обычно находится на открытом воздухе, применяемая обшивочная фанера должна быть водоупорной; в случае отсутствия таковой ее можно заменить обычной фанерой на альбуминовом или казеиновом клею при обязательном покрытии водоупорными красками или лаками. При обшивке обычной фанерой целесообразны также сплошная тканевая обклейка и просмолка конструкции.
Для предохранения от загнивания нижних концов ног пирамиды между булыжным балластом и ногой должны оставаться свободные зазоры фиг. 11. Древесину опорных площадок полезно креозотировать.
Вся вышка может быть выполнена сборноразборной фиг. 13 е таким расчетом, чтобы по мере выключения составных частей треноги один и тот же комплект конструкции позволял осуществлять вышки различной высоты фиг. 9.
1 Проект триангуляционной вышки разработан сотрудником СДК ЦНИПС инж. Финком К. Д.
По тому же принципу могут быть с успехом запроектированы причальная башня, прожекторная и другие вышки, аналогичные в своей статической работе.
3. Проектирование и расчет
1 Основные указания
При проектировании деревянных конструкций, из пустотелых сжатых стержней надлежит руководствоваться следующими указаниями:
1. Рациональной кривой продольного очертания, близко соответствующей очертанию бруса
Шурупы р 7
Железная полоса 6x60 79ф Железная полоса 6x60480.
Фиг. 11. Деталь фундамента
равного сопротивления продольному изгибу, является сочетание прямолинейного среднего участка длиною 0,6Z с двумя криволинейными по дуге круга концевыми участками длиною по 0,21.
2. Поперечное сечение стержня назначается тем меньше по внешним размерам и тем ближек круговому кольцевому по очертанию, чем большее значение в работе стержня имеет поперечный изгиб от давления ветра; рабочее сечение стержня хорошо используется при его
гибкости-у- в пределах от 50
до 80.
3. Количество основных диафрагм назначается из условия деления длины стержня примерно на 20 частей. При большой длине стержней, для обеспечения стыкования фанеры на основных диафрагмах, расстояние между диафрагмами принимается равным длине или полудлине имеющихся листов фанеры.
4. Толщина брусочков диафрагмы берется с таким расчетом, чтобы в стыках обшивочной фанеры на диафрагме могли разместиться 2 ряда гвоздей при нормальной их расстановке.
5. Концевой размер сечения стержня определяется главным образом его сопротивлением торцевому смятию сжимающей силой.
Фиг. 12. Сечение ноги
Общий биЬ нога
-_270
ЬА 5
545
631
271
а
Деталь Верхнего конечного зоена ноги А Разрез по А-В
Разрез по-Д-Е 1 Видпов-Г J0h ■
П. л Ь.ЬЛ-ЪЪ
Деталь нШнегд конечного звено ноге
jВкладыш
„ промежуточное звено ноги
2.5-t 120 ■ -I- р- 120 -92.j
Ж
■ Я
уГ
545
Диафрагмы Жесткости ' на стыках фанеры
ДидфрИгма Жесткости
Укрепление диафрагмы
еЭ
' г-32-
xpsmuffS отьГка ног
Раврез поЖ-Э Ра Зрев по И-Н болт ф. 22
гЛт ХЕА Тзйнрпы ф
rrfft
ffii
6тык фанеры й Ф 2,6; t50
I hyoH. 7
ГЪ.Л 45 ф 125
д
е
Деталь ушх лестниц
Фиг. 13. Сборно-разборная триангуляционная вышка
СЖАТЫЕ ПУСТОТЕЛЫЕ СТЕРЖНИ
705
6. Для стрел и мачт деррик-кранов средней и большой грузоподъемности длиною до 30 40 м оптимальным сечением следует считать круглое.
2 Порядок расчета
а Основные расчетные данные: заданная длина I, расчетная сжимающая сила Р, отношение призматической части ко всей
длине-у 0,6. Стержень двухшарнирный.
б Подбор сечений.
Задавшись гибкостью, определяют по графику фиг. 14 коэфициент снижения рр допускаемого напряжения по сплошной кривой, данной для
-у 0,6.
Определяют по формуле
OJ
П_
1
в первом приближении необходимую площадь сечения стоек и намечают конструкцию. Площадь сечения брусков назначается с тем бблыпим запасом, чем больше ожидаемое влияние поперечного изгиба.
ь
Фиг. 14. График определения рр для стержня
Jf-o.6
8 Определение геометрических размеров стержня
Момент инерции с достаточной для расчета точностью можно определить по формулам: для квадратного и кольцевого восьмистоечного сечения фиг. 1:
Ix Fz-d4 2
для треугольного сечения:
Ix Fz-d
3
где z поперечный размер- сечения стержня; 8 размер стороны отдельной стойки;
F площадь сечения одной стойки.
Для квадратного сечения фиг 15 радиус инерции:
__ ZQ б
2
4
где zо максимальный размер сечения стержня. По заданной гибкости Я максимальный
Г
поперечный размер стержня находится по формуле:
5
Г
I
1
F
II
тет
ш
Ш
1
у.
X
Фйг. 15. Квадратное сечение
Концевой размер стержня zr находится та условия смятия торца по формуле:
р
псГ
Имея величины zx и z0 и размер у концевого криволинейного участка фиг. 16, величину радиуса закругления можно вычислить по формуле:
д
2 Zj
или для обычного случая, когда у 0,2 I:
0,0412
б
R
Х0 Zx
Диатрогмо N1
Диафрагма N 2 Лиасррагмо N 3
2г Р
Диафрагмы N 4
Фиг. 16. Расположение диафрагм
Поперечные размеры промежуточных диафрагм z, расставленных в концевых участках фиг. 16, определяются по формуле:
z z0 2R 2V R' all 8
где R радиус закругления концов;
1г расстояние между диафрагмами; а коэфициент, учитывающий частоту расстановки диафрагм и равный квадрату числа промежутков от начала призматического очертания до рассматриваемой диафрагмы.
706
В. А. ЗАМАРАЕВ
Так например, при трех промежуточных диафрагмах фиг. 16 находим:
для диафрагмы 1: '
а За 9,
для диафрагмы 2:
а 22 4,
для диафрагмы 3:
а 1а 1.
4 Расчет соединительных элементов
Соединительный элемент фанера рассчитывается на сдвигающее усилие, суммирующееся в одном шве на половине длины стержня и определяемое по обычной формуле ТУ и Н:
у12_ гы _1_Л_Р т
л Ки n_W ’
где ке коэфициент, учитывающий количество швов и способ сопряжения;
S статический момент максимального поперечного сечения: S 2Fy фиг. 15;
и расстояние от нейтральной оси до наиболее удаленного волокна и
qp расчетный коэфициент снижения допускаемых напряжений;
со общая площадь сечений; для сечения четырех стоек о 4F.
В'поверке срезывающих напряжений в фанере и в определении частоты расстановки гвоздей учитывается действительное уменьшение у к шарнирам.
Если у ф 0,6, величина рр может быть определена приближенно по формулам:
Р Р
ДЛЯ
J 100
И
РР 0,43 1 р l ДЛЯ
А 100, И
где q коэфициент снижения допускаемого напряжения на продольный изгиб призматического стержня;
к коэфициент, учитывающий криволинейность очертания концов стержня.
Для различных значений -у, и закреплений концов стержня величины к проф. Динником 1 собраны в специальной таблице.
Если стержень кроме осевой сжимающей силы работает еще на поперечный изгиб, рабочее сечение его поверяется по формуле сложного сопротивления.
Для лучшего обеспечения жесткости и устойчивости фанеры можно рекомендовать постановку внутренних брусчатых ребер жесткости, распределяемых так же, как и в балках с фанерными стенками.
ЛИТЕРАТУРА
1. Александрин А. И. и Соколов И. Д., Деррики в строительстве, Госстройиздат, 1933 г.
2. Кривохижин В. И., Деррики на строительных работах Америки, изд. журнала Американская техника и промышленность, 1933 г.
3. Проф. Д и н н и к А. Н., О расчете строек переменного сечения, Вестник инженеров 8, 1927 г. и Строит, пром. 1, 1926 г.
4. Проф. Завриев К. С., Определение поперечной силы при продольном изгибе, НОИС 4 5, 1932 г.
5. Урбан И. В., О расчете деррик-крана, Вестник инженеров-
6. Проф. Ф и л о н е н к о-Б о р о д и ч А. М., О математической ошибке при расчете на продольный изгиб, Вестник инженеров 1 8, 1927 г.
Иною. В. А. ЗАМАРАЕВ
X. ПОДКРАНОВЫЕ ВАЛКИ
1. Общие сведения
1 Область применения
Использование дерева как материала для подкрановых балок допускается механическими качествами древесины и температурно-влажностным режимом большинства промышленных зданий.
В отличие от ряда других деревянных конструкций подкрановые пути в цеху, как правило, защищены от вредных влияний диференциальной конденсации и от непосредственного действия атмосферы.
Постепенное нарастание прогибов вследствие усушки и пластических деформаций древесины может быть устранено в подкрановых балках путем применения просушенной древесины специальными конструктивными мероприятиями и правильным выбором материала и типа креплений.
Несмотря на то, что опытных данных, характеризующих работу деревянных подкрановых балок, имеется мало, все же наиболее совершенные типы их уже в настоящее время могут быть беэ опасений рекомендованы к применению.
Относительно малая грузоподъемность деревянных подкрановых балок, недопустимость нагрева и опасность возгорания дерева ограничивают область их применения. В частности совершенно исключается возможность применения таких балок в литейных, мартеновских, прокатных, термических и лакокрасочных цехах, а также в кузницах и на шихтовых дворах.
Деревянные подкрановые балки могут успешно применяться для ручных кранов независимо от их грузоподъемности, для электрических кранов легкой и нормальной, работы грузоподъем
1 См. статью проф. Динника А. И. О расчете стоек переменного сечения, Вестник инженеров 8, 1927 к
ПОДКРАНОВЫЕ БАЛКИ
707
ностью до 5 т вместо железобетонных балок, требующих значительного расхода металла и сложных креплений рельсового пути и для монтажных кранов с грузоподъемностью до 10 т, а в исключительных случаях и выше.
2 Материал
Требования, предъявляемые к качеству материалов на подкрановые балки, определяются условиями их эксплоатации, а именно: вредным влиянием просадок балки на движение крана, наличием динамической нагрузки, интенсивностью работы подкрановых балок несущих нагрузку, близкую по величине к допускаемой и необходимостью иметь вполне надежную конструкцию, не требующую частых ремонтов и не вызывай:щую перебоев производственных процессов.
В соответствии с этим желательно применение воздушно-сухого леса марок 0 или 1 в зависимости от типа конструкций. Для балок, в которых регулирование профиля пути простыми средствами трудно достижимо или невозможно, применение воздушно-сухой древесины совершенно необходимо.
Элементы конструкций, работающие на растяжение, должны изготовляться из отборного леса; применение сучковатых или косослойных досок для этих элементов недопустимо.
Для прокладок и накладок узловых сопряжений на щековых врубках должна применяться только воздушно-сухая древесина марки 0.
Тяжи и металлические затяжки в смешанных конструкциях изготовляются из стали 3.
Рельсы подкранового пути следует применять только железнодорожного типа IVa. Обладая по сравнению с профилями квадратного и прямоугольного сечения большей жесткостью, такие рельсы лучше обеспечивают распределение сосредоточенной крановой нагрузки на верхний пояс балки.
3 Конструктивные схемы
Приведенные на фиг. 1 7 схемы балок не охватывают всех систем, предлагаемых отдельными авторами, но являются лучшими как по своим
техническим качествам, так и по экономическим показателям за исключением параболической балки, о которой см. ниже.
Нормальная величин пролета для балок 5-7.it за исключением брусчатой балки, для которой пролет 5 м является предельным. Строительная высота конструкций в зависимости от типа балок изменяется от 7м до 4 пролета. Минимальную высоту имеют балки на пластинчатых нагелях.
Фиг. 1. Простая брусчатая балка
Фиг. 2. Балка на пластинчатых нагелях
Фиг. 3. Шпренгельная балка
Фиг. 4. БалЬа типа Гау по схеме, предложенной инж, П. Ф. Плешковым
Фиг. 5. Ригельно-подкосная балка
Фиг. 6. Двутавровая балка с перекрестной стенкой
Фиг. 7. Параболическая балка системы Лишева
4 Технико-экономическое сопоставление балок различной конструкции
В табл. 1 приведены данные, полученные для балок пролетом 6 м, запроектированных под электрический кран нормальной работы грузоподъемностью' в 5 т с пролетом моста 18 л.
Расход материалов определен с учетом отходов при производстве работ.
Таблица 1
Тип балки
дерево s
Расход материалов металл в кг
Вес балки в т
Сравнительные показатели в
болты
гвозди
прочее
всего
по расходу металла
по расходу дерева
На пластинчатых нагелях
1,26
11,83
11,83
0,70
100
156
Шпренгельная.
0,81
13,92
0,13
85 62
99,67
0,63
835
100
Трехпанельная Гау.
1,28
21,16
6,33
16,02
43,51
0 88
367
158
Ригельно-подкосная
1,26
22,77
5,11
11,84
39,72
0,86
334
156
Двутавровая с перекрестной стенкой
1,00
11,86
45,52
4,20
61,58
0,61
519
124
Параболическая.
1,50
30,58
11,08
25,40
67,06
1,03
564
186
Сборная железобетонная
0,056
2
211
213
3,8
1 790
7
Металлическая прокатная
581
581
0,58
4 900
708
В. А. ЗАМАРАЕВ
2. Брусчатая балка
1 Общие сведения
Простейшим типом всякой конструкции, работающей на изгиб, может быть брус прямоугольного сечения; При ограниченности сортамента прочность и жесткость одного бруса для воспринятия крановых нагрузок даже при малых пролетах недостаточны, в силу чего для подкрановых балок применяются пакеты брусьев, соединенных между собой болтами диаметром 12 16 мм. В зависимости от пролета и нагрузки пакеты составляются из двух, четырех или шести брусьев фиг. 8 10. Болты ставятся в обеих плоскостях через 1,0 1,5 м и, являясь лишь конструктивной связью, не рассчитываются.
Фиг. 8
Фиг.
Фиг. 10
Поперечные сечения простых брусчатых балок
Необходимый
2 Расчет
суммарный
момент
брусьев определяется при -у
100 000 кгсм по формуле:
г _ Р12 х 200
инерции Е
и
1
где г коэфициент, зависящий от соотношения между базой крана Л1 и расчетным пролетом балки I табл. 3;
Р давление на колесо крана.
Таблица 3
Значения коэфициент a tj
к
1
V
к
1
V
0,20
0,0393
0,45
0,0309
0,25
0,0380
0,50
0.0286
0,30
0,0366
0,55
0,0263
0,35
0,0349
0,60
0,0236
0,40
0,0330
0,65
0,0210
Каждый из брусьев работает на изгиб самостоятельно, поэтому расчетные моменты инерции и сопротивления для всего сечения определяются как суммы моментов отдельных брусьев относительно их собственных осей.
Во избежание больших просадок при движении крана расчетный прогиб таких балок должен быть не более Veoo -£ При этом условии подбор сечений производится всегда по жесткости, так как полное использование допускаемых напряжений даже при максимальной высоте бруса h 26,0 см возможно только для пролета I 9,6А 2,50 м.
Несущая способность балок видна из табл. 2.
Таблица 2
Несущая способность брусчатых подкрановых балок
Про
леты
балок
Пределы грузоподъемности кранов в m
ручных одно
ручных мосто
нормальных
в м
блочных
вых
электрических
4,0
Не ограничены
7,5
Брусчатые
50
3,0
балки не при-
6,0
3,0
Не применяются
меняются
Указанные в табл. 2 предельные нагрузки определены для пакетов в шесть брусьев, выделываемых из бревен диаметром d 30,0 см с соотношением сторон 4:7.
. В лесистых районах, гДе возможно получение более крупного сортамента, пределы несущей способности балок могут быть соответственно повышены.
Преимуществом балок брусчатого типа является простота их изготовления и установки, недостатком неэкономное использование древесины.
Сравнительно небольшие напряжения изгиба, возникающие в брусчатых балках под расчетной нагрузкой, не вызывают накопления пластических деформаций, а следовательно и провисания балок в процессе эксплоатации подкрановых путей.
Жесткость балок в горизонтальной плоскости должна удовлетворять неравенству:
I т,Т12 Ж
200 ’ ' '
где Т тормозная сила на одно колесо;
1У суммарный момент инерции относи
тельно вертикальной оси.
Расчетные изгибающие _ моменты исчисляются по формулам:
Му rpPl; 3
Мх уТ1. 4
Значения коэфициента ip приведены в табл. 4.
Таблица 4
Значения коэфициента у
h
1
V
к
1
V
0,20
0,405
0,45
0,300
0 25
0,383
0,50
0,281
0,30
0,361
0.55
0,263
0,35
0,340
0,575
0,254
0,40
0,320
Промежуточные значения у определяются по интерполяции.
Нормальные краевые напряжения изгиба в брусьях:
п ми I 5
и wx wy ы
где Wx и Wy суммарные моменты сопротивления сечения брусьер относительно горизонтальных и вертикальных осей.
Влияние на размеры поперечного сечения собственного веса балки и постоянной нагрузки кранового пути ничтожно и для простоты расчета может не учитываться.
База крана расстояние между бегунками.
ПОДКРАНОВЫЕ БАЛКИ
709
3. Балка на пластинчатых нагелях 1
Балки этого типа, обладая большими преимуществами перед другими системами брусчатых балок, являются наиболее совершенной конструкцией для подкрановых балок.
1 Принципы конструирования и расчета
По высоте в зависимости от пролета и нагрузки балки составляются из двух или трех брусьев, сплачиваемых пластинчатыми нагелями. На опорах брусья стягиваются болтами диаметром 12 16 мм.
По ширине баЛки могут быть спаренными или строенными, в горизонтальной плоскости они стягиваются болтами через 1,5 2,0 м.
Ввиду того что эти болты являются только конструктивной связью, напряжения от тормозных усилий тележки крана и жесткость в горизонтальной плоскости вычисляются так же, как и для простой брусчатой балки.
Пластинчатые нагели размещаются в подкрановых балках по всей длине пролета равномерно.
Допускаемое усилие на наиболее напряженный нагель определяется по формуле:
Тн кдЪ, 6
где к опытный коэфициент, зависящий от породы древесины;
д толщина нагеля;
Ъ ширина нагеля размер в направлении ширины балки. Для твердых пород дуб, клен, ясень, береза с влажностью до 15 при длине
нагеля 1Н 4,55 можно принять к 64.
При этом допускаемое усилие на один нагель:
Тн ШЬ. 7
При изготовлении балок им придается конструктивный строительный подъем второго рода. Величина подъема определяется из условия равенства нулю стрелки прогиба в середине пролета при симметричном расположении расчетной нагрузки.
Для упрощения изготовления балок, а также для максимального уменьшения начальных сдвигающих напряжений подъем придается силой, сосредоточенной по середине пролета3.
Необходимая величина стрелки находится по формуле:
femp fynp fede
lynp
U.
E Ом I ' 8
где rj коэфициент, определяемый по табл. 3;
Р давление на одно колесо крана;
Е модуль упругости дерева при изгибе;
1М момент инерции монолитного поперечного сечения балки в предположении абсолютной жесткости швов;
1е сумма моментов инерции отдельных брусьев, составляющих балку относительно их собственных осей;
feda дополнительный прогиб от сдвигов в швах.
При расчете балки приходится определять отдельно: 1 начальные напряжения, возникающие при ее изготовлении, и 2 напряжения от крановой нагрузки, как в балке монолитного сечения.
1 Подробное описание балок этой системы см. Балки на пластинчатых нагелях системы Деревягина.
2 По данным ЦНИПС и Промстройпроекта.
3 Подробнее см. Конструктивный строительный подъем.
Начальные напряжения, возникающие в балке от конструктивного строительного подъема, могут быть определены через силу V, которую необходимо приложить по середине пролета балки для изгиба брусьев в станке. Величина этой силы находится из выражения:
; _ vis
Temp откуда:
48 EI,
48EIe ’
V
К
,
cmp'
9
Подставляя в ф-лу 9 вместо fcmp его значе
ние из ф-лы 8, после преобразования получим:
10
гз
Ввиду того что под расчетной нагрузкой будет полностью иметь место предполагаемый нами сдвиг в швах балки, для нахождения расчетной силы Vcmp необходимо отбросить второй член выражения 10. Тогда ф-ла 10 примет вид:
гтс. 10'
Последнее положение, так же как и дальнейший расчет, может быть пояснено следующим представлением о работе конструкции по стадиям.
1. Уложив брусья, составляющие балку, в станок, действуем на них снизу вверх силой Vemp и выгибаем брусья по кривой со стрелкой:
i - чр
lynp Е 1М 1С
2. Соединяем брусья между собой абсолютно неподатливыми связями, чем превращаем балку в монолитную.
3. Снимаем балку со станка. Снятие со станка эквивалентно действию на монолитно соединенную балку той же силой Vemp, но направленной сверху вниз.
4. Действуем на балку расчетной крановой нагрузкой.
5. Заменяем жесткие связи податливыми, напрягая податливые связи при их установке теми же усилиями, какие имеют место в жестких связях, и устанавливая уже напряженные и соответственно деформированные связи по швам балки.
Таким образом в стадии 5 мы имеем расчетный случай балки с податливыми связями под крановой нагрузкой, причем сдвиг в швах, имеющий место в этой стадии, соответствует полной стрелке выгиба по ф-ле 8.
Расчетные напряжения в элементах балки получаются суммированием напряжений, возникающих в балке в стадиях 1, 2, 3 и 4, причем в стадии 1 сила действует на ничем не соединенные брусья, а в стадиях 3 и 4 сила Vp и крановая нагрузка действуют на вполне монолитную балку.
Изгибающий момент в расчетном сечении балки при действии груза Vcmp снизу вверх стадия 1:
И
М V
1Гсшр r cmp
где к база крана.
Этот момент распределяется между составляющими балку брусьями пропорционально их моментам инерции.
Следовательно на один брус передается:
дм М 1¥стр 1Ycmp j
12
710
В. А. ЗАМА РАЕВ
где 0 момент инерции рассматриваемого бруса относительно его собственной оси.
Полные краевые начальные напряжения, возникающие в рассматриваемом брусе от строительного подъема стадия 1 плюс стадия 3, находятся из выражения:
_ Метр I AMстр Метр i Метр 1о
пстр 1м - У Wo - w-r W0 Ic ’ Vl6
где у ординаты верхней и нижней кромок бруса относительно нейтральной оси всего поперечного сечения балки, Wo момент сопротивления сечения бруса.
Сдвигающее усилие на единицу длины от силы
V г стри
Т ХппЦЁ. AL
етр 21 ’ где S статический момент части сечения, сдвигающейся по рассматриваемому шву.
Расчетные напряжения в балке получаются суммированием напряжений от крановой нагрузки с напряжениями от строительного подъема. Допускаемые напряжения при расчете балок на пластинчатых нагелях, учитывая их составность, обычно принимаются с коэфициентом 0,8 от основных по ТУ и Н.
В обычных случаях расчет производится по прочности нагельного шва, и допускаемые напряжения в древесине полностью не используются.
2 Пример расчета
Расчетные данные: пролет балки I 5,80 м, грузоподъемность крана Рг 5,0 т, пролет моста 18,0 л, давление на одно колесо Р 6,60 т, база крана к 2,315 м фиг. 11, вес тележки Рт 1,95 т.
Р6600л
■580-
Фиг. 11. Схема нагрузки
Тормозная сила от тележки с грузом на одно колесо:
S Рт 50 М.5 о Ylk т 40 40 ’
Постоянная нагрузка и собственный вес балки при расчете не учитываются.
Пиломатериал полусухая сосна. Изгибающие моменты и поперечные силы от крановой нагрузки.
По табл. 4 для 25,38q5 0,4, коэфициент
хр 0,320. Изгибающий мемент в вертикальной плоскости:
Му 0,320 6 600 5,80 12 250 кгм.
Изгибающий момент в горизонтальной плоскости:
Мх 0,320 174 5,80 323 кгм.
Поперечная сила в сечении под второй шпалой на расстоянии 40 см от оси опоры:
Q
2 I х h р_
180_М0 2315. 6 600 g 650 кг
5,80
Задаемся высотой балки h 58 см, что составляет 1101.
Размеры поперечного сечения за исключением ширины брусьев указаны на фиг. 12.
Фиг. 12. Рабочая площадь поперечного сечения
а Геометрические характеристики принятого сечения
Ослабление сечения брусьев по высоте равно половине длины нагеля, увеличенной на 1 мм. Толщину нагеля принимаем равной 8 1,0 см, при этом длина нагеля 1Н 4,55 4,5 см.
Следовательно ослабление брусьев по высоте составляет:
-2- М -2,4 см.
Для ширины балки в 1 см имеем: момент инерции всего сечения в предположении абсолютной жесткости швов:
1М 9,28 ' 14,68 14,6 21,72- 2 14 850 см;
то же для отдельно взйтого крайнего бруса:
1l¥i259 то же для среднего бруса:
„ 590 см;
для всего пакета брусьев:
1С 2Ik I0 1108 см.
Моменты сопротивления соответственно определятся:
и
w 512 wh 35,5 см.
,о
Статический момент площади крайнего бруса относительно нейтральной оси балки:
S 14,6 12,0 2,4 7,3 317 см3.
б Усилия от конструктивного строительного подъема
По ф-ле 10':
Vemp 48TjP 2 Ic
По табл. 3 при у 0,4 коэфициент г 0,033, следовательно:
А 4 ЛО
840 кг.
0,033.6 600 u
Сдвигающая сила на длине 1 см по ф-ле 14: 840 317
Тстр 2- 14 850
8,97 кгсм,
или 897 ftгм.
ПОДКРАНОВЫЕ БАЛКИ
711
Изгибающий момент в расчетном сечении балки по ф-ле 11:
Мстр 840 976 кгм.
в Расчет сечения по прочности нагельного шва
Сдвигающая сила- по шву между брусьями от крановой нагрузки на длине 1 см:
rp QS 9 650 - 317 лл лл лл
и 7- 14 850 100 20 600 кгм.
Расчетная величина сдвигающей силы:
Т Тк Тстр 21 497 кг. Допускаемое усилие на один нагель:
ЛТН 645 64 кгсм.
Шаг нагелей:
s 3,5ht д 3,5 2,35 1,0 9,24 см, принято 10 см, т. е. 10 нагелей на 1 пог. м.
Напряжение в верхней кромке верхнего бруса по ф-ле 13: F
п1 пкр Петр пх
.Му_. МСтр Mcmplfc , Мх wm WM IeWk t Wy
1 225 000 _97 JJOO
512 34 1 108 35,5 34
512 - 34
IcWje wy
97 600 259 , 32 300
4 660
70,3 5,6 18,9 7,0
64 кгсма 0,8 0,9 - 100 72 кгсм2.
Напряжения в нижней кромке верхнего бруса:
чл п 29 - 14,6 ,
л2 70,3 2-9-’-
-f- 5,6 18,9 7,0 63,6 кгсм 72 кгсм.
д Упругий прогиб под расчетной нагрузкой
В вертикальной плоскости:
f vPl2 0,033 6 600 5802 _ 1
I Е1М 106 1 485 34 60
Разрез по А -Б
Репье IV А
Глухари
IS И G В;Ю I п В S В C t-C I -С В П Г С И С ■ g И G
-tt- 75
it 1
у lib j s j j с I о i s i m i о з i n i
Н01Л540-Н0-1 4L J
■ 20 л. и i_Ji
32.5 g
-И i
о ■ n ain я n
X-
Фиг. 14. Фасад и поперечный разрез балки на пластинчатых нагелях
-8.5-
При этих условиях ширина сечения балки:
т 21 497 лл л
В -10 64- 33,6 см,
принято 34 см фиг. 14.
Нагели размещены в шахматном порядке. Раз меры нагеля указаны на фиг. 15.
г Поверка нормальных напряжений Момент сопротивления:
Wy 2 -580 1 4,8 17 4 660 см9.
Фиг. 15. Пластинчатый нагель
В горизонтальной плоскости:
f _ 0,033 174 5802 _ 1
I 106 - 4 660 8,5 2050 Величина конструктивного строительного подъема:
fcmp fynp fede СМ. ф-лу 8.
712
В. А. ЗАМАРАЕВ
При вычислении fcde сдвиг в нагельном шве принимается равным 1,5 ммш.
, _ 0,033 6 600 5803
Tcmv Л ЛК Л А ОС. П АЛ ЛО Q А 1
lemp 105 14 850 1 108 34
. 2 0,15 580 0 0
3 24 17 4,8 “ ’
СМ.
е Расчет опорной подушки Наибольшее значение опорной реакции:
10 550 кг.
66001.МП
Необходимая площадь опирания балки:
ос 470 см.
Щс 22,5
Спецификация дерева на одну балку:
брусья 17 х 17 см; I 600 см штук 4 0,693 м8;
17 х 24 см I 600 2 0,489
нагели 1,0 х 4,5 х 9,8 см; 454 0,020
Итого. 1,20 ма
Спецификация металла на одну балку:
болты d 12 мм; I 360 мА; штук 4 2,04 кг; d12 i 600 10 7,74 крепления к колонне; 1 1,49
Итого. 11,3 кг
4. Шпренгельная балка
1 Конструкция
Шпренгельная балка получена путем усиления простой брусчатой балки стальным тяжом и Деревянными стойками, распирающими балку и тяж фиг. 16.
По ширине балка обычно составляется иэ двух брусьев, соединяемых между собой горизонтальными болтами диаметром 12 16 мм.
болт ф 12.7
Стойки соединяются с балкой сквозным шипом фиг. 17. Нижние торцы стоек для обеспечения плавности перегиба тяжа закругляются и усиливаются стальными оголовниками, к которым приваривается тяж фиг. 18.
Тяж изготовляется из стали 3.
В целях экономии металла концы его осаживаются под нарезку с таким расчетом, чтобы рабочее сечение по нарезке было равнопрочно неослабленному сечению фиг. 19.
В средней горизонтальной части тяжа ставится винтовая муфта фиг. 20, позволяющая регулировать профиль кранового пути в случае провисания балки.
Соединение тяжа с балкой в опорном узле производится при помощи обрезка швеллера, располагаемого на наклонных щековых торцах балки фиг. 21.
Конструктивная высота шпренгельных балок изменяется в пределах от 15 до пролета.
По сравнению с другими типами конструкций шпренгельная балка наиболее металлоемка даже при оптимальной высоте шпренгеля.
При изготовлении балок им придается с помощью винтовой муфты строительный подъем, величину которого рекомендуется.назначать в Viooo пролета. Назначение подъема предупредить возможное провисание системы от обмятия узловых соединений и от усушки дерева. Учет подъема в расчете балки предохраняет шпренгель от перенапряжения при эксплоатации подкрановых путей.
Простота конструкции и возможность легкой регулировки профиля пути допускают применение для шпренгельных балок полусухого леса марки 1 и ставят их на одно иэ первых мест среди прочих систем подкрановых балок.
2 Статический расчет
Рассматриваемая шпренгельная система статически неопределима. За лишнюю неизвестную проще всего принять распор Я.
Основная статически определимая система изображена на фиг. 22, фиктивное состояние показано на фиг. 23.
Уравнение работ имеет вид:
-РЬрн Нднн 0, 15
откуда:
р
Н Р
днн
г
V
1
Я
1 f
22 ■ г болт ф 12,7
Югбоздеи 04. £-80
Фиг. 17. Сопряжение стойки с верхним поясом
Стойки шпренгеля сечением в один брус располагаются в четвертях пролета; при этом расчетные напряжения в крайних и средней панелях балки примерно уравниваются.
'СЬарка-прерыЬистым
“2
флангобьш шбом
Фиг. 18. Сопряжение стойки с тяжом
полагая Р 1, получим ординату линии влияния распора Я под грузом:
дрн , 16
нн
Ун -
Ол1
ПОДКРАНОВЫЕ ВАЛКИ
718
т. е-. линия влияния распора получается как линия прогиба основной системы при нагрузке Я 1 и при масштабе 1 8НН.
Введем обозначения:
т m и
X
I
п.
__ 3тп 1 т пз
Ч 2,12т2 3 4т tga
__ Эта 1 та ml 2,12т 3 4т tga
а Определение перемещений тогда ур-ния 22 и 23 примут вид:
Уравнения упругой линии для простой балки, нагруженной двумя сосредоточенными на расстояниях а от опор силами, равными в данном случае 1 tg а каждая, имеют вид: при хСа:
У, „ за ' - - ; 17
при ах.1 а:
У2 дрн е616 з Z х aJ, 18
где Еб модуль продольной упругости балки;
1б момент инерции балки.
Перемещение 8ин определяется по формуле Мора:
22'
23'
болт 012JI 19
■90 г
Фиг. 19 Осаженный под нарезку конец тяжа
С достаточной для практики точностью в целях упрощения расчета можно принять:
20,0б 2т£“. В этом случае ф-ла 19 принимает вид:
20
I CL
2 J tga xdx J tga a2 dx
3i 4a. 21
Лебая нарезка
Правая нарезка
Сечение Н
I Т
:гг:1
Xu
-50-
I 4го-
Г - 100-200-
Ж,
-S0 Фиг. 20. Винтовая муфта тяжа
б Расчетные формулы
Подставляя в выражение 16 найденные значения перемещений, получим два уравнения линии влияния распора: при ха:
Зазе 1 а хз
2,12а2 tga 31 4а ’
при ж; I а:
11 Зх I х а2 2,12 a tg а 31 4а
22
23
Фиг. 21. сопряжение тяжей с верхним поясом
Ниже на фиг. 24 26 приведены линии влияния распора Н при различных соотношениях
у , встречающихся в практике. Площадь каждой
из линий влияния Н определяется из выражения:
a I a
- Г г' dr 4- Г п’ dr mS 2тп2 1 12
-2jdxj ах -т24 3 _ 4т- Т
СО
X -
-Р
4 Z-2 и-ч
а ч
7
“Г
Н' н 1
1
Фиг. 22. Основная система
Фиг. 23. Фиктивное состояние
шах
Усилие в наклонной панели тяжа находится по формуле:
24
Фиг. 24
шаю5£2
шЦ115у
Фиг. 26
Vil
Ординаты линий влияния распора в шпренгельных балках в долях от -г
I
Усилие в стойках:
Vшах Ншах 8
714
В. А. ЗАМАРАЕВ
Изгибающие моменты в балке определяются из выражения:
МхМ0 Ну, 26
где Af„ момент в простой балке, а у плечо распора в рассматриваемом сечении.
Ниже, на фиг. 27 29, приведены линии влияния изгибающих моментов в точке к для трех
соотношений j.
j I
■ ■
s
i
К
О О
Г 5
L 0,41 J
U. 1
У
S м
1 iJHi
1
1 0.51 1
Фиг. 27
Фиг. 28
в Учет температуры
При изменении Длины горизонтальной проекции шпренгеля на величину dl приращение раслора определяется по формуле:
27
нн
Перемещение т соответствует состоянию, указанному на фиг. 23.
По ф-ле 21:
л _ I,06o2tg2a ,OI
ъщй зг“4а-
Приращение длины горизонтальной проекции шпренгеля при разности температур At находится обычным способом:
dl fAe ; 28
где р 0,000011 коэфициент линейного расширения стали 3.
Фиг. 29
Фиг. 27, 28, 29. Ординаты линий влияния изгибающих моментов в верхнем поясе шпренгельной балки в долях от 1 соответственно фиг. 24, 25 и 26
Подставляя в ф-лу 27 вместо dl ш 6 их значения, после преобразования получим:
1
AHt 0,0000mtl 2a l-c
ад. 29
h2 31 4a
Величина AHt в обычных случаях не превышает 2 3 от Н, поэтому при определении расчетных усилий влияние нормальных температурных колебаний не учитывается. L
-L-la-
Тстр.
Фиг. 30
3
'шр
г Учет строительного подъема
Усилия, возникающие в элементах системы от строительного подъема, придаваемого балке путем натяжения шпренгеля винтовой, муфтой, могут быть определены из рассмотрения деформаций.
Прогиб простой балки по середине пролета от двух сосредоточенных сил фиг. 30 равен;
у 1тР-а1з._4V. 30
У 24Еб1б V а2
ПОДКРАНОВЫЕ БАЛКИ
715
В данном случае сосредоточенными силами Vemp являются усилия в стойках, определяемые по ф-ле 25: при
у 1
1 1 ООО
имеем:
тг 3Eglgl и следовательно
тт 3 Eglgl cmp 125ft 312 4аа
31
32
3 Пример расчета фиг. 16 21 а Расчетные данные
Пролет балки I 6,00 м, грузоподъемность крана Рг 5,0 ш, пролет моста 18,0 л. Давление на одно колесо Р 6,6 т. База крана к 2,315 т. Вес тележки Рт 1,95 то. Тормозная сила от тележки с грузом на одно колесо S 0,174 то. Собственный вес балки и кранового пути д 0,12 тм.
Расчетная схема изображена на фиг. 31.
Угол наклона тяжа в крайних панелях:
а arc tg 39“40'
1 ,эи
cos а 0,781.
б Определение усилий
Распор Н в шпренгеле и изгибающие моменты в балке находятся по линиям влияния для схемы 1 фиг. 24 и 27.
Схемы загружения линий влияния и результаты проделанных вычислений приведены ниже.
Таблица М и Н
D
н
и
CD
CD
О
0,11
0,21
0,251
0,31
0,41
0,51
Схема загружения
£
а,
ttj и
0,60 f 5,40
'Ч_V
1.20Г 4,80
1,50 j 4,50
N7
0,51
140 t 3,60
0.69 2,311 3,00
0,415
0,261
0,487
0,418
0,457
0,509
0,515
1.845 t 2.31 11.845
vf V
0,240
0,493
0,589
2 740
3 220
0,669
0,776
1,108
2 760
3 020
3 360
3 400
1 720
3 260
3 890
4 410
5120
7 310
1,360
1 580
8 970
Распор от постоянной нагрузки находится как произведение площади линии влияния на интенсивность равномерно распределенной нагрузки:
0,105 £,
Д5 4 120 378 кг.
в Расчет.элементов конструкции
Балка запроектирована из двух брусьев сечением 22 х 25 см.
Моменты инерции:
1Х 57 292 см4,
у 211 44 366 см.
Р-6600WI „,.с 1Я-6600Ю
150 '
300 J
600 150 изгибе
Фнг. 31. Расчетная схема балки
Моменты сопротивления:
Wx k 584 см3,
Wy 2Wj 4 034 смя.
Площадь поперечного сечения балки:
F 1100 см.
Радиус инерции:
ry Y 6’35 см-
Свободная длина при продольном 1у 600 см:
А i 9 4, 5;
у ТУ
дУ 0,34.
Наибольший изгибающий момент от крановой нагрузки:
Mjc 2 7 “ 3 40 кем
см. таблицу М и Н.
Соответствующий распор:
Нк 7 310 кг.
Дополнительный распор от строительного подъ-
ема тшг
тт SE 11, cmp 125M3I2 4о2 “
3 105 57 292 600 125 120 3 6002 4 1502
690 кг.
Расчетное сжимающее усилие в балке по абсолютной величине равно распору Н:
N Hk Ha Hcmv 8 380 кг.
Изгибающий момент от поперечного торможения в середине пролета при расчетном загружении балки:
Mr 3,00 3,00 0,69 320 кем.
716
В. А. ЗАМ АР АЕВ
Напряжение:
Снецифнкациа дерева на одну балку
и 340 ООО
_ Mic , j.j lmj i ‘г nU TI7 “Т с_ г-и 1 Т ТХ
N пм. Му
W ‘ Vn_ 8 380 110
W
У
32 ООО
4 584 ' 1 100.0,34 -100 1 4 034
106,5 100 кгсм2
перенапряжение 6,5.
Нормальные напряжения изгиба в брусьях балки от строительного подъема в запас прочности не учитываются.
Т я ж из стали 3 принят диаметром d 38 мм с осадкой концов под нарезку до d0 45 мм.
Площадь поперечного сечения тяжа со 11,3 ли. Рабочая площадь по нарезке со0 11,3 см2 о. Допускаемое напряжение для одиночных тяжей с нарезкой на утолщенных концах п__ 0,9 1400 1260 кгсм2. Наибольшее значение распора соответствует в данном случае симметричному загружению балки см. таблицу М и Н:
Нъ 8 970 кг.
Расчетная величина распора:
Н Hjc Нд Петр Ю 040 кг.
Усилие в крайней панели тяжа:
с н ю 040 13 330 кг
COS а
0,781
Напряжение:
- 1180 кгсм 1260 кгсм2.
п
Усилие тяжа передается торцу балки через обрезок швеллера 12 длиной 20 см.
Допускаемое напряжение на смятие при угле а 2940';
пеа 5 кгСМ2.
Расчетное напряжение:
13 33 555 KgjCM'
пс
12 20
Стойки сечением 22 х 25 см как заведомо удовлетворяющие условиям прочности и устойчивости расчетом не проверяются. При сопряжении стоек с балкой сквозным шипом толщиной
6,0 см площадь смятия балки торцами стойки равна:
ос 2 9,5 22 418 см3.
Напряжение смятия:
Я tg а 8 300 ОЛ , „
ПС 20 кФм2.
Наибольшее значение опорной реакции:
Атх 6 6001
Необходимая площадь опирания балки: и ооо
о
490 см2.
у
Г
22 5
Упругий прогиб балки в горизонтальной плоскости от тормозных сил:
nsn
Ely
По табл. 3 для
А _ Mil _ л 4
I 6,00
находим коэфициент г 0,033 и
У _ 0,033 174 6002 1
I 106 44 366
Наименование
Сечение в см
Длина в м
Количе
ство
3
8 стЗ g
я й
Ю В
о Ч
Объем в лФ
1
Пояс балки.
22x25
1 6,0
2
12,0
0,66
2
Стойки.
22x25
1,3
2
2,6
0,14
3
Подкладки
, 6x15
0,54
2
1,08
0,01
Итого.
0,81
Спецификация металла на одну балку
Наименование
Сечение в мм
Длина в мм
Количе
ство
Вес в кг
1
Тяш шпренгеля
0 38
6 750
1
60 40
2
Гайка тяжа
0 44,45
2
5,72
3
Швеллер.
12
200
2
5,41
4
Стяжная муфта.
0 45
400
1
4,03
5
Болты пояса с шайбами
0 12,7
460
8
5,17
6
Болты крепления к ко
лонне 0 12,7
1400
1
1,49
7
Шайба к ним 5 5.
100x100
1
0,39
8
Башмаки стоек 5 10.
100x410
2
6,44
9
Гвозди 0 4,0
80
32
0,25
10
Болт башмака с шайбой
0 12,7
250
2
0, 5
Итого
■ I
1-1
90,15
2 130’
б. Балка системы Гау
1 Конструкция
Оптимальное решение этой конструкции получается при сочетании брусчатой балки с упрощенной трехпанельной фермой Гау, имеющей перекрестные раскосы только в средней панели фиг. 32.
Балка конструируется из двух брусьев, сплачиваемых по ширине горизонтальными болтами, и по характеру работы является трехпролетной неразрезной.
Опорами балки служат узлы верхнего пояса фермы и опорные стойки.
Средний пролет балки, соответствующий по величине средней панели фермы, принимается по экономическим и конструктивным соображениям на 20 длиннее крайних пролетов.
Конструкция эта существенно отличается от обычной фермы Гау, применяемой в мостостроении. Опорный узел конструируется на щековых врубках фиг. 33, в связи с этим нижний пояс и раскосы фермы проектируются составного сечения из досок. При трехветвевом сечении средняя доска и сплошные прокладки крайних раскосов заменяются брусом, имеющим на одном конце шип, упирающийся в щековые торцы прокладок опорного узла. Узловые прокладки и накладки соединяются с нижним поясом гвоздями; обязательна постановка стяжных болтов.
Перекрестные раскосы имеют также составное сечение, но не более как из двух досок, врубаемых в месте пересечения вполдерева с симметричным ослаблением сечений фиг. 34. С нижним поясом они соединяются торцевым упором в удлиненные для этой цели прокладки опорного узла фиг. 33, а с верхним поясом простым одиночным зубом фиг. 35.
ПОДКРАНОВЫЕ БАЛКИ
717
Растянутые стойки средней панели проектируются из круглых стальных тяжей, передающих усилие на нижний пояс через поперечные деревянные подушки фиг. 33. При нечетном числе
Разрез тюА-6
строительный подъем примерно в 1400 пролета и при необходимости регулируется профиль кранового пути в процессе его эксплоатации. Для той же цели между верхними торцами
Фиг. 32. Балка типа Гау
-ФнИъ
В1
16,5 '-719
План раскосы и стойка снятыI
Т На концах доски подрезаются с внутренней стороны и имеют толщ 4см
V
f 1
ГТ Т ’Г' j г ■ ■ 1
Ц Ф 7
£ 1 1 i
V
1г ; ■ ' j j- ■ “
4 H 1 J
H ЕЙ s 1
1
_ij_. ■■ :l ’ ''r J i
H U - mjjj
I n P 7 CSJ Ю 1 1 1 1
1 11 U 1 1 1
4
ф ф ijf ijr ' -■ ф
1
140 L 203.5 Фиг. 33. Детали узлов нижнего пояса
досок нижнего пояса во избежание большого ослабления средней доски применяются двойные тяжи, пропускаемые черев прокладки нижнего пояса.
Разрез по А-Ь
Фиг. 34. Сопряжение раскосов
Опорные стойки фермы имеют одинаковое сечение со средними раскосами. Между досками стоек закладываются стальные тяжи с гайками на верхних концах фиг. 36, воспринимающие отрицательные реакции крайних опор неразрезной балки. При помощи этих тяжей балке придается
стоек и балкой закладываются прокладки из обрезков тонких досок или фанеры. При регулировании профиля пути прокладки могут удаляться или заменяться более тонкими. Во избежание расстройства узловых соединений все тяжи фермы должны быть всегда натянуты.
Большая чувствительность этих балок к поперечной усушке дерева может потребовать при большой влажности 'древесины усиленного надзора при эксплоатации пути и частой регулировки его профиля. Поэтому на балки следует применять воздушно-сухой лес с влажностью до 18.
2 Статический расчет
а Определение усилий
Определение усилий производится по расчетной схеме, изображенной на фиг. 37.
Опоры неразрезной балки считаются жесткими. Работа на изгиб верхнего пояса фермы, называемого ниже ригелем, при расчете балки не учитывается.
718
В. А. ЗАМАРАЕВ
Раскосы фермы в силу конструктивных особенностей системы воспринимают только сжимающие усилия. Изгибающие моменты в балке определяются по линиям влияния фиг. 38 40 для
При нахождении груза в панелях 1ВС и CD:
'35
I ,жв
промежуточных опор и для сечений по середине гДе гмв ординаты линии влияния Мд.
пролетов, чего для практических целей вполне достаточно.
Усилие в средней стойке Vb находится как поперечная сила в разрезе, проведенном по стойке фиг. 37.
Фиг. 36. Сопряжение опорной стойки с верхним поясом
Фиг. 39. Ординаты линии влдяния изгибающих моментов л7Лтжтгтжл тггчпйттт г в середине крайнего пролета неразрезной балки в до-
Усилие в крайних раскосах фермы определяется лях от 1г
как функция угла а и опорной реакции А0 фермы:
До
С _ -0
ЛБа-
33
■ Если прдлеты АВ, ВС и CD считать простыми бал-
Фиг. 37. Расчетная схе- ками, свободно опирающима балки мися в узлах фермы, то ли
ния влияния будет иметь вид треугольника, изображенного на фиг. 41 пунктиром. При учете неразрезности балки ABCD, т. е. для принятой схемы, дополнительно учитывается опорный момент Мв.
ш ш Д N
■4J П £2 CNJ
S £э д см
Л о о О о CD
сГ d cJ j
P-4J
и
£ £ s
СП СП Д о о ООО -
о cf cS cJ czf и
I,
fc tO
I g
Я _
СП en со
я
53 со S й
й от сс5 со
Э о о сэ
Cr С
Ч I1
J сг с
2 13
У с 4
У
5 у
уб
У с
7
5 С 8
э с
9
У сг
10 У
12 13 w 15 16 17
1 ■ -
1 N
19
1.
Сиг. 40. Ординаты линии влияния изгибающих моментов в середине среднего пролета неразрезной балки в долях от 1
Линия влияния Vb при неучете неразрезности балок АВ, ВС и CD показана на фиг. 41 пунктиром.
Для принятой схемы уравнения линии влияния имеют вид:
Фиг. 38. Ординаты линии влияния изгибающих моментов на первой промежуточной опоре неразрезной балки в долях от h
Уравнения линии влияния усилия St зависят от положения подвижного груза Р 1.
При нахождении груза в пределах панели АВ:
где
X ,.
ч 1 Ь
36
„ 2х 1.
,гГ
37
Vv ljr
38
II
si
39
i-х h x j_ i
I li ii J ' sin a ' ' rjM и vM ординаты линий влияния Mb и -‘“о
ПОДКРАНОВЫЕ БАЛКИ
719
Усилие в нижнем поясе;
Н Sx cos а.
Усилие в средних раскосах:
с _ у 2- sin р ’
при этом V всегда больше нуля.
40
41
2 Схема фермЫ
: о
1_11 7 ц - ■ и и d
Линия блияния 51 Ifординатbit множить на
1 2 3 4 5 6 7-8 to ii 12 13 14 15 16 17 te
Фиг. 41. Линии влияния усилий в балке типа Гау
б Учет строительного подъема
Придание балке строительного подъема схематлчески изображено на фиг. 42.
femp Фиг. 42. Схема придания балке строительного подъема
Прогиб балки AD посредине от двух сосредоточенных сил Ncmp, симметрично расположенных в пролете:
71 J.CmP
у 24EI
при у- И при 1г 0,3125 имеем:
N У -tYетр 13,612
43
Таким образом усилия, возникающие в элементах фермы в результате придания строительного подъема, равны:
в крайних раскосах:
EI
.С Р'стр 1 стр в нижнем поясе:
_JVg wp sin а 13,612 sin а
it EI
aemp 13,612 tg a
44
45
где EI жесткость балки.
3 Пример расчета фиг. 32 36
а Расчетные данные
Пролет балки I 5,75 л. Грузоподъемность крана Рг 5,0 тп. Пролет моста 18,0 м. Давление на одно колесо Р 6,60 т. База крана к 2,315 м. Вес тележки Р 1,95 т. Тормозная сила от тележки с грузом на одно колесо S 174 г. Пиломатериал полусухая сосна.
Схема балки изображена на фиг. 43.
'I
Я6600 кг -231.54 i
Х а
180 J
215 1 18нГ ' 575 л
Фиг. 43. Схема балки и нагрузки
Угол наклона крайних раскосов:
а arc tg Mg 26 34';
sin а 0,447;
cos а 0,894.
Теоретическая длина раскоса st 2,01 м. Угол наклона внутренних раскосов 3 2243'; sin 3 0,386; cos ft 0,922; длина s2 2,33 м.
б Расчет брусчатой балки
Расчетные изгибающие моменты от вертикальной нагрузки определяются по линиям влияния. Результаты вычислений приведены в таблице М.
Таблица М
Расчетные сечения
Схема загружения балки для получения Мтах
Сумма ординат ZnM
max ъгм
Середина крайнего пролета
0,56 f 2.315
J1.075
0,204Zi
2 420
4b ik
Jr.
4
Среддяя опора
0.615 J 2,315
L1.02
- 0,169
- 2 075
A чАг
X
'1
Середина среднего пролета
0,901
0,1785Zi
2 120
Л jim
720 В. А. ЗАМАРАЕВ
Изгибающие моменты от тормозных сил, действующих в горизонтальной плоскости, для рассматриваемых сечений соответственно равны:
м -,75’ 174 0,90 132 кгм;
х 5,70
Мг ’615 5,67155 2,315 1,80 2,15 2,15 1,02 174 228 кгм; м _ 0,56 0 2,315_ 174 2,15 18j _
298 кгм.
Балка составлена из двух брусьев размером 16 х 22 см; для такой балки: моменты инерции 1Х 28 394 см4, 1у 21г 16 522 см и моменты
сопротивления Wx 2 582 смг, Wy 2 Wt 1 876 см3.
На средних опорах брусья ослаблены двумя тяжами d 16 мм.
С учетом ослабления
Wх нетто 2 330 СМ3.
Суммарные напряжения
В середине крайних пролетов:
_ 242 ООО , _13_200_ _.2
2 582 1 876 1U1 гСМ '
В середине среднего пролета:
212 ООО. 29 800 00 „ ,. -
-2582- ШГ 98 КгСМ -
На средних опорах:
_ 207 500 22 800 _. ,
и 2 330 8761U1 ' в Расчет фермы
Усилия в элементах фермы от крановой нагрузки onj ед ляются также по линиям влияния.
Таблица усилий от крановой нагрузки
Усилие
Схема загружения балки для получения максимума
Сумма
ординат
Lt
Величина
усилия
кг
sf
.50 f 2.315 J 1.935
1,0902 sin а
- 16100
V
4.25 11.50
0,3265
2 160
Np
4,85 10.90
0,0251
166
Усилия от строительного подъема находятся по ф-лам 43 и 44:
N 10628 394 _.8
стр 136. 600а кг-
_ 580 етр 'о“447
г Расчетные усилия В крайних раскосах:
16 100 1 300 17 400 кг.
В нижнем поясе:
Нтх cos а 17 400 0,894 -j- 15 550 кз. В тяжах:
V 2 160 кг.
В средних раскосах:
у _ 2 160 _ к
sin 0 0,386 KS’
В опорных стойках: растяжение:
Л7г 166 580 746 кг;
сжатие:
N2 6 600 кг.
Максимальное давление на опору фермы:
А 6 600 l -5,757315 10 520 кг.
д Расчет элементов конструкции
Крайние раскосы запроектированы составного сечения из двух досок 4 х 20 см, обжимающих брус 12 х 20 см фиг. 33.
Свободная длина при продольном ивгибе:
ls 201 см.
Площадь сечения:
F 20 4 12 4 400 см2.
Момент инерции:
1,.
20
20
У 42 ,ike 12-1,1 -1,03
гу У-г 5,43 см,
11 770 см;
я-37-
у
напряжение: п РУ 0,74;17 400
400 0,74
Сумма сил сдвига на длине раскоса:
ЧТИг 1,03
О
4 20 8. 110
5990 кгсм2 не раскос
ж-
10 100 2 210 кг.
17 400 400
2
1 300 кг.
Доски соединены с брусом гвоздями d 4,0, I 100 мм.
Допускаемое усилие на один срез гвоздя по изгибу:
Ти 289da 289 0,42 46 кг.
Необходимое число гвоздей:
2210 ,о
пг , 48 шт.
4Ь
Средние раскосы имеют сечение из двух досок 6 х 20 см, соединенных между собою гвовдями d 4,0, I 100 мм, а в месте пересечения врубкой впол дерева о симметричным ослаблением сечения фиг. 34.
ПОДКРАНОВЫЕ БАЛКИ
til
Свободная длина при продольном изгибе:
1у 233 см.
Площадь сечения в месте ослабления:
2’„ 0,5 12 -20 120 см.
Радиус инерции сечения определяется с учетом момента инерции второго раскоса:
Момент инерции:
г 128 20 о 490 см
У 12 1,1 1,03 1 5У0 5
Л Г2-2 590 _ , п Л„ гуу 24Q 4,7э ел.
Гибкость:
и
j 23 , 49
АУ 4,75
ру 0,65.
Напряжение:
П S3
5 600
54 90 кгсм;
120 0,65
О
п 47 К1СМ
Сумма сил сдвига по шву между досками на длине раскоса:
2 Т0Щ 1,01 х
6 20 з 110 1
6 100
0,65 4
5 600 2.20
2 520 кг.
Необходимое число гвоздей для воспринятая этой силы:
2 520 ,с 771 sss 55 ШТ.
Ригель запроектирован из целого бруса 20 X X 20 см фиг. 35. Усилие, действующее в нем, Np Я 15 550 кг.
Свободная длина при продольном изгибе:
1р 215 см;
10 75
h но Напряжение:
р 0,73.
Нижний пояс имеет сечение в три доски 4.х20сл фиг. 33.
При учете ослабления сечения гвоздями площадь:
FM 0,85 3 4 20 204 см. Напряжение:
15 550 а
п 204 76 Средние растянутые стойки, запроектированы из двойных тяжей d 16 мм фиг. 35. Рабочая площадь сечения по нарезке:
2он 2,62 см2.
Напряжение:
2,62
Опорной увел фермы сконструирован на щековой врубке фиг. 33. Площадь скалывания в накладках и прокладках при высоте 22 см и при длине скалывания, равной семикратной глубине врезки:
cot 14 22 6 1 848 см.
Напряжение:
15 550
t
1 848
8,4 кгсм.
При биссектрисной врубке допускаемое напряжение на смятие:
7У130 0,9 70 63 кгсм2,
В данном случае:
J5ao - Перенапряжение 3 5.
Крепление накладок и прокладок к нижнему поясу осуществлено на гвоздях d 5,5 мм,
I ' 175 мм.
Допускаемое усилие на один среэ:
Тгв 0,5 0,55 4,0. 72 79 кг.
Необходимое число гвоздей с каждой стороны пояса:
15 550
m ■
79 6
33 шт.
средние раскосы соединяются с нижним поясом торцевым упором их в удлиненные прокладки опорного узла.
В ригель раскосы врублены одиночным зубом фиг. 35.
Допускаемое напряжение на смятие при биссектрисной врубке:
лсц22' 09 73 66 кгсм3.
Глубина врубки:
, 5 600 cos - с
h 12 ■ 65,6 6'6 СМ'
Горизонтальная составляющая усилия в раскосе:
Hg S2 cos а 5 600 0,922 5 160 кг.
Длина скалываемой площадки ригеля: lt 35 см.
Напряжение:
5 160
t
20 35
7,4 кгсм.
Средние тяжи фермы передают усилие нижнему поясу через коротыши из досок шириной 22 см фиг. 33.
Напряжение, смятия нижнего пояса:
пс ” з. 4. 22 22,5 кгсм.
Опорные стойки как ваведомо удовлетворяющие условиям прочности расчетом не поверяются.
Упругий прогиб балки в горизонтальной плоскости под расчетной нагрузкой до середине пролета:
1 _ S12 _ 0,033 174 5752 _ 1 I EI 10 16 522 870
722
В. А. ЗАМАРАЕВ
Спецификация дерева на одну балку
Наименование
п
D
1
S1
3
я
сб
н
Количе
ство
п
ьЯ
о
О
1
Балка
16x22
6,00
2
0,420
2
Ригель 20x20
2,18
1
0,087
3
Крайние раскосы.
4x0
2,05
4
0,066
4
12x20
2,05
2
0,099 0 104
Я
Средние
6x20
2,17
4
6
Низкний пояс
4X20
5,62
3
0,135
0,071
7
Стойки 10X20
0,87
4
8
Накладки опорного узла.
6X22
1,43
4
0,076
9
Прокладки 8x22
2,04
4
0,144
0
Подкладки под тяжи.
10X20
0,12
0,30
2
0,005
И
Опорные подушки.
10X20
2
0,012
Итого
1,22
крайних панелях балки получается при соотношении длин панелей около 1:2:1. При таком соотношении распор имеет небольшую величину,
допускающую конструирование опорных узлов
фиг. 45. Строительная высота балки составляет от х6 до lU пролета.
на щековых врубках
Спецификация металла на одну балку
Наименование
Диаметр в мм
Длина в мм
Количе
ство
Вес в кг
тяжп
16
1 450
4
10,2
1
55
16
1 420
2
5,04
Болты.
12
225
14
5,60
3
.12
305
16
7,67
4
12
445
2
1,24
5
6
крепления к ко
12
345
8
4,16
7
лонне.
12
1,49
8
Гвозди
5,5
175
124
4,05
9
4,0
100
200
1,98
Итого.
41,45
При изготовлении балок рекомендуется придавать им конструктивный строительный подъем в 1400 пролета. Регулирование профиля пути осуществляется так же, как и в системе Гау.
2 Статический расчет
Ригельно-подкосная система один раз статически неопределима. За лишнюю неизвестную проще всего принять усилие Я в затяжке. Основная статически определимая система изображена на фиг. 48, фиктивное состояние на фиг. 49. Рассматривая эти два состояния системы, замечаем, что статическая схема ригельно-подкосной балки тождественна схеме шпренгельной балки см. выше. Разница заключается только в том, что здесь отсутствуют сжатые стойки и затяжка балки имеет другие модуль упругости и площадь поперечного сечения. В связи с тем, что эти факторы мало влияют на величину усилий, возникающих в элементах системы, определение распора Я производится по формулам, выведенным для шпренгельных балок. Линии влияния изгибающих моментов тоже остаются без изменения.
Усилие в опорной стойке балки определяется как давление на опору в простой балке пролетом I, загруженной по схеме, приведенной на фиг. 50.
Силы С вертикальные составляющие усилий в раскосах от нагрузки Р.
Опорная реакция:
6. Ригельно-подкосная балка
1 Конструкция
Балки этой системы являются простейшей и наиболее экономичной конструкцией по сравне-
Разрез поА-Ь
V - Р С,
при Р 1 имеем:
I X Vv 1 46
I
Фиг. 44. Ригельно-подкосная балка
'5
нию со всеми остальными за исключением балок на пластинчатых нагелях.
Конструкция элементов этой балки и узловых ее соединений аналогична описанной выше конструкции балки системы Гау кроме перекрестных раскосов и средних тяжей, которые здесь отсутствуют фиг. 44 47.
Величина С определяется через распор Я:
Пс V tg 47
При этом ф-ла 46 принимает вид:
Vv Пн tg а- 48
Для соотношения длин панелей балки 1:2 1
Равенство расчетных напряжений в средней и линия влияния V приведена на фиг. 51.
ПОДКРАНОВЫЕ БАЛКИ
723
Учет строительного подъема
Схема придания балке строительного подъема изображена на фиг. 52.
при
у
I
ргл41.2а,
1
400
Q Ч
JLJL
Л1.
Фиг.
48. Основная система
Фиг. 49. Фиктш; ное состояние
С-a ■■Tz-2a--oj
Фиг. 50
Фиг. 51. Ординаты линии влияния усилия в опорной стойке
стр
'стр
к
стр
П
Фиг. 45. Опорный узел на щековой врубке болты 012
-20 Ш
Фиг. 52. Схема придания балке строительного подъема
Г 20
г
Прокладки для регцлиробания строитель
ного подъема при эксплоатации , Болты ф 12
Тяк ф 22
вертикальная составляющая усилия в раскосе:
EI
и распор:
V
стр
11,4312
EI
50
51
Фиг. 46. Сопряжение опорной стойки с балкой
45,8Л1 ’
где EI жесткость балки, h высота ригеля над осью затяжки.
3 Пример расчета фиг. 44 47
а Расчетные данные
Пролет балки I 6,00 м. Грузоподъемность крана Рг 5,0 т. Пролет моста 18,0 м. Давление на одно колесо Р 6,60 т. База крана к 2,315 и. Вестележки 1,95 т. Тормозная сила от тележки с грузом на одно колесо S' 174 кг. Собственный вес балки и кранового пути 0,12 тм. Пиломатериал полусухая сосна.
Схема балки изображена на фиг. 53.
Р6600Аг
6600Лг
Прогиб простой балки по середине пролета от двух сил Vemp, сосредоточенных в четвертях пролета, равен:
у 0,0286 , 49
Фиг. 53. Расчетная схема балки
Угол наклона подкосов:
а arc tg М 3340', cos а 0,832.
б Определение усилий
Изгибающие моменты в балке и распор в затяжке находятся по линиям влияния, изображеа-
46
724
В. А. ЗАМАРАЕВ
ным на фиг. 24 и 27. Порядок вычислений и результаты приведены нише.
Таблица М и Нк
Сече
ние
Схема загружения
Zvm
zn РЩм £Пн в кгм
ОД
0.2
0,'5
0,30-
0,40
0.60 t 5,40 _
.201 4.80
1Х1
,50 4.50
Ч
,80 j 4.2ft
■lSI
0,50
0,50
2,40 3,60
IZ SI
0.691 2,31 г 3,00
41
1.845 2.31 I 1,845
1Ч1
0,415
0,487
0,418
0,457
0,509
0,515
0,245
0,313
0,592
0,706
0,803
0,931
1,330
1,630
Р21н в пг
2 740
3 260
2 760
3 020
3 360
3400
1620
2 060
3 900
4 660
5 300
6140
8 780
10 750
Распор от постоянной нагруэки находится как произведение площади линии влияния фиг. 24 на интенсивность равномерно распределенной нагрузки:
Нд 0,105 120 454 кг.
вРасчет элементов конструкции
Прогон запроектирован ив двух брусьев 20 X 24 см фиг. 46 и 47.
Моменты инерции:
1х 46 080 см и 1у 32 000 см.
Моменты сопротивления:
Wх 3 840 см и Wy 3 200 смг.
Наибольший изгибающий момент от крановой нагрузки:
М 3 400 кгм; от тормозных сил:
Мт- 3,00 3,00 0,69 320 кгм.
Напряжение при изгибе:
340 000 , 32 000
Пи 3 840
3 200 кгсм2
Ригель из целого бруса сечением 20 х 20 см фиг. 47. Сжимающее усилие в ригеле равно по абсолютной величине распору в затяжке:
Для принятого сечения прогона распор от строительного подъема см. ф-лу 51:
jj 10® 46 080 Л ОЛ
“ 45,8 100 600 Кг-
Расчетная величина раепора:
Н Нь Нд Нр
10 750 454 1 680 12 884 кг.
Свободная длина ригеля при продольном изгибе I 300 см:
и
Напряжение: п
_зоо_,h 20 15
р 0,63.
12 884 К1 „ , - 4оо. о,бз 51 кгсм'
Подкосы запроектированы составного сечения иэ двух досок по 4 х 20 см, обжимающих брус 12 х 20 см фиг. 45.
Свободная длина при продольном изгибе:
1,50 1,50 , пп
У cos а 0.832' “
COS а 0,832' Площадь сечения:
F 400 см2. Момент инерции:
204
м.
I
11 770 смj
12 1,1 1,03 гу j 543 см
а go
ТГ и
pv 0,77.
Напряжение:
п- 45Чп 50 кгсм-
Сумма сил сдвига на длине подкоса по шву между доской и брусом:
27у2 1,03
4 20 8 110
10- 100
15 470 400
ТГ7-1
2 1 680 кг.
Доски соединены с брусом гвоэдями d 4,0. I 90 мм.
Допускаемое усилие на один срез гвоздя:
Т„ 46 кг.
Необходимое число гвоздей:
_ 1 680 о-
I ТГ 36.
Затяжка составлена из трех досок 4 х 20 см фиг. 45.
При учете ослабления гвоздями;
FH 0,85 12 20 204 см.
Напряжение:
12 884 , -
П 204 63 кгС’И -
Опорные стойки составлены из двух досок по 10 х 20 см, между досками заложен тяж d 22 мм фиг. 44. Усилие в стойке от крановой нагрузки определяется по линии влияния фиг. 51:
Vk 6 600 0,1448 0,1084 1 670 кг.
Усилие от строительного подъема по ф-ле 50:
у _ 1QS 46 080 I Л J.AQ г-
устр 1143. 60Q2 I-
ПОДКРАНОВЫЕ ВАЛКИ
725
Расчетная величина растягивающего усилия:
Г ГГстр 2 780 кг. Сжимающее усилие:
V 6 600 кг.
Рабочая площадь тяжа по нареэке: сон 2,72 см2.
Напряжение:
п 1020 кгсм2.
Площадь смятия прогона торцом стойки:
F 20 20 400 см2.
Напряжение:
ПС 16,5 кгсм2.
Подкос соединяется с ватяжкой щековой врубкой фиг. 45.
Площадь скалывания в накладках и прокладках при высоте их 20 см и длине скалывания, равной семикратной глубине врубки:
at 2 7 20 6 1 680 см2.
Напряжение:
-2Г 7,7 8 кгсм2.
Допускаемое напряжение смятия торцов при биссектрисной врубке:
пс17о 0,9 64 57 кгсм2.
В данном случае:
12 884
71 с 12-20
54 57 кгсм9.
Крепление накладок и прокладок к затяжке осуществлено на гвоздях d 5,5, I 175 мм. Допускаемое усилие на один срез гвоздя:
Ты 79 кг.
Необходимое число гвоздей с каждой стороны пояса:
12 884
ТО
79 6
27 шт.
Максимальное давление на опору балки: А 6 600 i в0602,31 Ю 900 кг.
Спецификация материалов на одну балву Д.е р е в о
Наименование
Сечение в см
Длина в At
Количе
ство
-
и
£
о
1
Прогон
20x24
6,00
2
0,576
2
Ригель.
20x20
3,06
1
0,122
3
Подкосы
4x20
1,68
4
0,054
4
12x20
1,68
2
0,081
5
Затяжка
4X20
5,60
3
0,134
6
Стойки
10x20
0,97
4
0,078
7
Накладки
6x20
1,28
4
0,061
8
Прокладки 8X20
1,28
4
0,082
9
Опорные подушки.
10X20
0,30
2
0,012
Итого
1 -
1,20
Площадь опирания должна быть равна:
йо-Т2951 490 см'
Упругий прогиб балки в горизонтальной плоскости от тормозных сил тележки с грузом:
f_ 0,033 174 60Q8 _ 1
Г545
I
10 32 000 Металл
Наименование
Диаметр в мм
Длина в мм
Количе
ство
Вес в кг
1
Гвозди
5,5
175
НО
3,59
2
4,0
90
144
1,28
3
12
225
8
3,20
4
,.
12
425
7
4,20
5
. 12
460
8
5,12
6
12
305
16
7,68
7
Тяжи 22
1550
2
11,28
8
Болты крепления к ко
лонне.
12
1,49
Итого
37,84
7. Двутавровая балка с перекрестной стенкой
1 Конструкция
Общепринятая конструкция двутавровых балок, применяемых в перекрытиях промышленных вданий, не может быть в том же виде использована для подкрановых балок, работающих в иных условиях и отличающихся характером действуюющих нагрузок.
Подкрановые двутавровые балки следует проектировать спаренными фиг. 54 56 или двустенчатыми при сечении поясов в три ветви.
Толщина досок средних ветвей поясов принимается в этом случае вдвое большей, чем крайних.
Спаренные балки ничем по существу не отличаются от двустенчатых, поэтому при выборе типа двутавровой балки можно руководствоваться только экономическими соображениями, а также и возможностью получения на строительстве нужного сортамента пиломатериалов.
Необходимость применения двустенчатых или спаренных балок вызвана большой мощностью гвоздевого забоя в поясах балки, которую удается развить только путем увеличения числа рабочих швов при использовании гвоздей малого диаметра.
Раскосы всех слоев стенок наклонены к поясам под углом 45 и имеют взаимно одинаковые направления: внутренние нисходящие, наружные восходящие или же наоборот. При несоблюдении этого последнего условия верхний пояс балки подвергается кручению.
Оптимальная теоретическая высота конструкции, соответствующая наименьшему расходу древесины, определяется в каждом случае сравнительными подсчетами и обычно находится в пределах от- V, до 112пРлета. Высота поясных досок балки должна быть: 1 не меньше 20 см, что соответствует минимально необходимой жесткости верхнего пояса, воспринимающего местные усилия от сосредоточенной крановой нагрузки, и
2 не более 24 26 см ввиду опасности появления продольных трещин, почти неизбежных при большой высоте досок.
Прокладки Dgjpgj hqA-Q
-4
to
o
Фиг. 54. Двутавровая балка о перекрестной стенкой
Фиг. 55. Опирание на колонну
Ъозди ф 5; tt00
ГЬозди ф 3.5;tg90
Болт ф 12 Шайбы 40x40
Разрез по А-б
38-
266
Шайбы 40x40
to
Фиг. 56. Разбивка гвоздей и болтов
. ЗАМАРАЕВ
ПОДКРАНОВЫЕ БАЛКИ
727
По верхнему поясу подкрановой балки укладывается горизонтальная балка жесткости, воспринимающая напряжения от продольного изгиба пояса и поперечные тормовные усилия от тележки крана с грузом.
Балка жесткости проектируется в виде ребровой доски, усиленной с обеих сторон нашивками иэ брусков на гвоздях фиг. 56, или в виде двутавровой балочки с перекрестной фиг. 57 или фанерной стенкой.
Опорные стойки подкрановой балки конструируются иэ досок максимальной ширины, допустимой сортаментом на пиломатериалы 26 см и для повышения жесткости опорных сечений бал
ки насыщаются до пре -44,4 дела гвоздевым забоем
21
лБ
2.5
22,5xt0
тж
II
■f
щ
-КН
болты ф 10
через 150 см 1,5
т р 1 I V Толщина накладок при со. нимается равной толщи не средней ветви пояса, что позволяет сократить длину опирания балки. Для уменьшения вредного влияния усушки древесины все доски опорной стойки доводятЛлан ся Д опорной подушки балки; нижний пояс при этом соответственно укорачивается.
Основные ребра жесткости, обжимающие стенки и пояса балок, располагаются через 1,0 м, кроме того для обеспечения устойчивости стенки в плоскости поясов ставятся вспомогательные ребра, а раскосы стенки в пределах каждой панели соединяются между собой вертикальным рядом гвоздей с загибом их концов поперек волокон. В двустенчатых балках раскосы стенки соединяются в пределах панели посредством бруска, располагаемого в плоскости средней ветви пояса, так как применение гвоздей с загибом в этом случае вызывает затруднения при производстве работ.
На пояса балки, а также опорные стойки желательно применять воздушно-сухую сосну не ниже марки 1.
Балкам этого типа обязательно придается конструктивный строительный поцъем второго рода.
По некоторым наблюдениям гвоздевые балки скрипят при проходе крана, что неприятно находящимся в цехе работникам; это обстоятельство необходимо учитывать при выборе конструктивной схемы подкрановой балки.
2 Статический расчет
Расчетные значения изгибающих моментов от крановой нагрузки и от тормозных усилий тележки определяются по формулам, приведенным в расчете брусчатой балки. Поперечные силы в сечениях балки находятся из уравнения огибающей;
Qx fh- Р д0,Ы-х, 52
Фиг. 57. Балка жесткости с перекрестной стенкой
где х расстояние первого груза от оси опоры; д постоянная нагрувка на единицу длины. При учете начальных напряжений от конструктивного строительного подъема второго рода усилия в поясах находятся по формуле:
дг тах
max г 53
где е плечо внутренней пары, равное расстоянию между осями поясов.
Расчетное напряжение в сжатом поясе проверяется. по формуле:
N.
п max
а в растянутом:
п шаг
г нетто
54
55
где Fgpffmm0 и площади поясов: верх
него брутто и нижнего нетто.
Сопротивление верхнего пояса продольному изгибу полностью обеспечивается балкой жесткости, воспринимающей также и тормозные усилия от тележки крана.
Свободная длина балки жесткости при продольном изгибе принимается равной 0,695 2, что соответствует треугольной эпюре нарастания усилия в верхнем поясе; при этом напряжение:
п1
пах 0,69512
ЛГ 12 тах_
в тж'
3 0001; 6 1001, 56
где 1Ж момент инерции сечения балки жесткости.
Напряжение в балке жесткости от поперечного изгиба ее тормозными силами определяется обычными приемами:
”2
где ТРЖ момент сопротивления сечения балки жесткости.
Расчетное напряжение:
Соединение балки жесткости с верхним поясом рассчитывается по эквивалентной продольному изгибу нагрузке р, исчисляемой по формуле:
р12
откуда:
ж
8niWok
Р 12
58
Сдвигающие силы в балке жесткости определяются, как для простой балки, нагруженной равномерно распределенной нагрузкой р и сосредоточенными силами торможения.
Раскосы стенки подкрановой балки рассчитываются на продольный изгиб из плоскости балки от суммы сжимающих усилий Т и V.
Сила Т равна сдвигающему усилию на 1 пог. м длины пояса:
59
rp Q
е
Величина силы V, учитывающей влияние местного груза в виде сосредоточенного давления от колеса крана, может быть получена путем рассмотрения балки как многорешетчатой фермы с параллельными неразрезными поясами. Ввиду необычайной сложности этой многократно статически неопределимой задачи до экспериментального уточнения ее расчет стенки производится
728
В. А. ЗАМАРАЕВ
в предположении, что давление от колеса крана равномерно воспринимается раскосами стенки на длине пояса, равной пятикратной его высоте:
г ж Iе0'
где h высота верхнего пояса, а Р давление на одно колесо крана.
Свободная длина раскосов при продольном изгибе определяется с учетом частичного защемления их в поясах и в ребрах жесткости:
61
где Ъ расстояние между ребрами жесткости.
Рели оба слоя раскосов скреплены между собой гвоздями, радиус инерции сечения их вычисляется с учетом момента инерции раскосов обратного направления, но пренебрегая растягивающими в них усилиями:
V4- 141го
62
где г0 радиус инерции поперечного сечения сжатых раскосов.
Напряжение в досках стенки определяется по формуле:
T V П-ЩГ’
где 6 толщина одного слоя четырехслойной стенки.
Поясные гвовди балки рассчитываются по сдвигающим усилиям, действующим вдоль поясов, и по усилиям, возникающим в раскосах стенки от местной нагрузки.
Расчетные формулы для определения необходимой мощности гвоздевого забоя получаются из рассмотрения условий статического равновесия гвоздя при учете эксцентричности решетки.
Количество гвоздей на 1 пог. м пояса определяется равномерным смятием одного слоя стенки, смятием ветви пояса при симметричном вагружении гвоздя и прочностью самого гвоздя ка изгиб. В соответствии с этим имеем три уравнения:
_ TV.
20 Ш ’
т.
т,.
m
V Т2 V2 1.2TV.
19lad ’
V Т2 V2 1,2ГУ.
64
65
66
гд.Г
Р
V вертикальная сила в кгпог. м пояса;
5 толщина в см досок каждого ив четырех слоев стенки;
а толщина в см наружной доски пояса; d диаметр гвоздя в см.
При обычных для практики соотношениях между 6, а и d решающим уравнением является 64.
Для случая а 5,7d ур-ние 65 отпадает, так как ур-ние 66 дает большее значение для т.
Расчет гвоздей в опорной стойке ничем не отличается от расчета поясных гвоэдей у опоры балки. Необходимая мощность гвоздевого забоя в ней определяется по первой панели пояса, но для повышения жесткости и надежности гвовдевых соединений опорная стойка предельно насыщается гвоздями при одновременном исполь
зовании наибольшего размера ширины досок, допустимого, по сортаменту на пиломатериалы.
Строительный подъем
Величина конструктивного строительного подъема второго рода определяется по формуле:
f _ ™ 67
lemp Е1о т Зе
где г коэфициент, определяемый по табл. 3;
10 момент инерции поясов относительно нейтральной оси балки без учета моментов инерции относительно их собственных осей и
5 сдвиг гвоздевого шва, принимаемый равным 1 мм.
8 Пример расчета фиг. 54 57
а Расчетные данные
Пролет балки I 5,80 м фиг. 58. Грузоподъемность крана Рг 5,0 т. Пролет моста 18,0 м. Давление на одно колесо Р 6,60 т. База крана к 2,315 м.
Вес тележки Рт 1,95 т.
Тормозная сила от тележки с грузом на одно колесо S 0,174 т.
Изгибающие моменты и поперечные силы.
По табл. 4 для
Г'П _
6.6 m 580 -
Фиг. 58. Расчетная схема
ft 2,315 л г
I 5,80 ’ ’
коэфициент у 0,320.
Изгибающие моменты: в вертикальной плоскости:
Му 0,320 6 600 5,80
б,802 12 795 кгм;
в горизонтальной плоскости:
Мх 0,320 174 5,80 323 кгм.
Поперечные силы в сечениях балки определяются по уравнению:
Qa 2 --. Р g 0,5 - х.
1 095d2 ’
сдвигающая сила в кгпог. м пояса;
X в м
0,0
1,0
2,0
3,0
Q в пг
10 928
8 528
6118
3 960
Поперечная сила на опоре жесткой балки:
Qo -2-'-5,85 2,315 279 г.
б Расчет элементов конструкции
Задаемся расчетной высотой балки е 0,65 и, что составляет г81.
Необходимая площадь сечения верхнего пояса находится ив выражения:
219 см,
е п_ 65 90
Верхний пояс конструируем из четырех досок 3 х 20 см площадь сечения FxktZ 20 240 см.
ПОДКРАНОВЫЕ БАЛКИ
729
Напряжение:
соответственно
п_ 219
240
90 82 кгсм2.
Нижний пояс принимаем того же сечения, что и верхний.
Ослабление сечения гвоздями составляет приблизительно 12.
Напряжение:
Q О
п 08 3,3 100 кгсм.
Раскосы стенки рассчитываются на продольный и8гиб из плоскости балки. Сжимающее усилие от сдвигающих сил в поясе определяется по среднему значению поперечной силы.
В опорной панели:
Qcp 10 928 8 528 9 728 кг
Тср ТЖ1ЪШке'
Усилие от местного груза:
6 600
V
6 600 кг.
5 0,20
Расчетная величина сжимающего усилия:
£ 15 000 6600 21 600 кг.
Толщину раскосов стенки принимаем равной д 16 мм. Свободная длина при продольном изгибе:
L Ъ 29 см.
Гибкость:
1е
29
4,41.5 1,41-1,6
р 0,69.
12,8,
Напряжение:
п
21 600
98 90 кгсм.
100 2 1,6 0,69
Перенапряжение 9 ввиду условности расчета может быть допущено.
Вторая панель как менее напряженная не рассчитывается.
В третьей панели:
Ъ 50 см;
6_И8_3_960 5 Оз9 кг;
гг 5.039 7 75о Кр-
Лср о05 ' 'аи кг
D 7 750 6 600 14 350 кг;
1е Ъ 50 см;
гибкость:
50
22
и
Напряжение:
п- “ юо
1,41 1,6
9 0,47.
_Л4_350 Q5 кгсм
2 1,6 0,47 ЩСМ.
в Расчет поясных гвоздей Сдвигающая сила на 1 пог. м длины первой
панели:
гр _ ч _ 1- -
10 928
0,65
16 800 кг,
Т2 13 100 кв
и
Т3 9400 кг.
Гвозди d 3,5 и I 90 мм.
Рабочая длина защемления гвоздя в крайней ветви пояса:
акр 90 30 2 16 3 1,5 3,5
19,7 мм 5,7d 19,9 мм.
Необходимое число гвоздей на 1 пог. м пояса определяется по у.р-ниям 64 и 65:
В зоне 1:
16 800 6 600 ЛЛС 204. 1,6 0,35 05 ШТ-;
V16 8002 6 6002 16 800 6 600-1,2.Л ” 191 1,97 -М5 109
следовательно принимаем тг 205 шт.
В зоне 2:
т.
тл
13 100 6600 204 1,6 0,35
172 шт.
В зоне 3:
тл
9 400 6 600 ,
204-1,6-0,35
Балка жесткости запроектирована и доски 6 X 26 см, у си лед ной с обеих сторон брусками 6X6 см.
Моменты инерции и сопротивления:
, _ 6-388
1ж 12. 1,1
1,03
24 200 см
и
И' Т9- 1270 А
Сжимающее усилие в поясе:
та11о7б51 19700 кэ'-
Напряжение в балке жесткости:
п тах , М _
_ 6 1007, Wy
19 700 5802. 32 4 00 _
6 100 24 200 1 270 44,0 25,5 70 100 кгсм2.
Эквивалентная продольному изгибу равномерная нагрузка от верхнего пояса на балку жесткости:
Р 54802 - 100 133 ■
Для воспринятая этой нагрузки вполне достаточно силы трения между жесткой балкой и верхним поясом, поэтому поставленные болты являются лишь конструктивной связью.
Сдвигающая сила на опоре по шву между бруском и доской находится по формуле:
7 QStf
о Г “
1ж
где S6 статический момент площади бруска относительно нейтральной оси.
Поперечная сила:
Q 0 279 Ц- 65 к.
В. А. ЗАМАРАЕВ
следовательно:
yo 665 ,2462oV-6 158
Бруски соединены с доской гвоздями d 5,0, I 110 мм.
Допускаемое усилие на один срез гвоздя:
Tw 72 кг.
Расчетный шаг гвоздей:
72
с -jjr-8 4,55 см,
принято с 5,0 см.
Расчет жесткой балки с перекрестной стенкой фиг. 57 ничем по существу не отличается от расчета балки жесткости из доски с нашивками.
Опорная подушка подкрановой балки рассчитывается на смятие поперек волокон. Наибольшее значение опорной реакции:
Лтах 10 550 кг.
Необходимая площадь опирания:
10 550 нч з
0,0 225 СМ -
При общей толщине досок опорной стойки Ь0 2- 3 3- 6 24 см длина площади опирания
г 470 ОЛ
должна быть не менее -zr 20 см.
Спецификация дерева на одну балку
Сечение
о
и
Элементы
толщина в см
ширина в см
длина в м
Количеств
св
Р
Ю
й
1
Верхний аояс.
3
20
6,00
2
0,072
2
3
20
6,00
2
0,072
3
Нижний.
3
20
5.48
2
0,006
4
3
20
5,48
2
0,06Б
5
Ребра жесткости
3
10
0,85
10
0,026
6
3
10
0,45
30
0,041
7
3
10
0,45
30
0,041
8
Опорные стойки
3
26
0,65
4
0,020
9
3
26
0,65
0,85
4
0,020
10
.6
26
4
0,053
11
Доски перекрести, стен. 1,6
_
_
_
0,326
12
Балка жесткости.
6
6
6,00
2
0,043
13
6
26
6,00
1
0,094
14
Опорные доски.
6
22
2
0,011
15
Прокладки
8
15
0,20
2
0,005
Итого.
1-
0,956
Спецификация металла на одну балку
Элементы
Диаметр в мм
Длина в мм
Количе
ство
Общий вес в ю
16
Болты.
12
335
12
6,49
17
J2
275
10
4,81
38
Гвозди
3,5
90
5 600
38,00
19
5
110
96
5,00
20
2,6
50
168
0,35
21
Тяжи
12
4,00
Итого
-1
57,65
Конструктивный строительный подъем назначается по ф-ле 67. Момент инерции поясов балки:
10 2. 20 3 4 32,58 507 000 сл4;
, 0,033 6 600 5803 2. 580 - 0,1 л
Тстр юз 507 000 3-65 “ ’ СМ
принято femp 20 ММ.
Расход материалов при балке жесткости двутаврового
сечения
Спецификация дерева
Элементы
Сечение
Количество
п
О
К
толщина в см
ширина в см
длина в м
Основная балка.
0,819
22
Пояса балки жест
кости 25
100
6,00
4
0,060
23
Стенка балки жест
кости.
13
0,069
Итого.
0,948
Спецификация металла
Элементы
Диаметр в мм
Длина в мм
Количе
ство
Общий вес в кг
и
Основная балка. Болты балки жестко
57,65
25
сти.
Гвозди балки жестко
10
90
10
1,37
сти.
2,6
70
750
2,19
Итого
1
1 -
1
61,21
8. Параболическая балка
1 Конструкция
Конструктивная схема этой балки получена усилением бруса криволинейным нижним поясом и сплошной вертикальной стенкой в два слоя досок фиг. 59 60.
Брус, называемый ниже балкой жесткости, в нижней половине высоты сечения имеет четверти, в которые упираются своими торцами доски стенки, соединяемые с брусом гвоздями малого диаметра. Четверти эти доводятся до оси бруса, чтобы уменьшить вредное влияние его усушки поперек волокон.
Нижнему поясу балки придается параболическое очертание с подъемом в г7 1я пролета, чем значительно упрощается статический расчет системы, так как при любом положении нагрузки стенка работает равномерно по всей длине пролета. Поперечное сечение пояса во избежание больших начальных напряжений от гнутья составляется из двух досок.
Нижние торцы досок стенки подрезаются по очертанию верхней кромки нижнего пояса и опираются на него заподлицо с крайними кромками. В связи с этим по ширине нижнего пояса возникают изгибающие моменты, влияние которых парализуется косяками из брусьев,
-И
м
V
1 ■S
R
-11
Сборка Процшины -16
f стр.
Фиг. 59. Параболическая балка
М гвоздя фЬ',МО
JJ-
нн
болты 012,7 ХомутШ 21051540
gt-
С-20- '
-40 Фиг. 62. Основная система
Фиг. 63. Фиктивное состояние
Носяки из брусЬев
1дозди 03,5; £90-
8 А гвоздя 05; 25
г-90
Фиг. 60. Поперечное сечение спаренной балки
Д о £ ао
I N N £ N g
d
Фиг. 61. Опорный узел балки
Фиг. 64. Ординаты линии влияния рас-
пора в долях от
Фиг. 65. Ординаты линий влияния изгибающих моментов в долях от I
Оо
ПОДКРАНОВЫЕ БАЛКИ
732
В. А. ЗАМАРАЕВ
закладываемых между стенками и соединяемых с ними необходимым числом гвоздей.
Доски нижнего пояса соединяются между собой и с косяками гвовдями, способствующими равномерному распределению усилий по сечению пояса.
Нижний пояс соединяется с балкой жесткости в опорном узле на гвоздях с помощью хомутов из листовой стали, огибающих закругленный торец балки и прочно скрепленных с ней на конце гвоздями и стяжными болтами фиг. 61. Для уменьшения опасности растрескивания досок при усушке по ширине пояса ставятся два хомута с небольшим зазором между ними. Увеличение площади гвоздевого забоя в опорных узлах достигается применением косых распорных клиньев, врезаемых снизу в балку жесткости. Эти клинья, так же как и самая балка, должны изготовляться по возможности из сухой древесины.
При сборке конструкции жесткой балке рекомендуется придавать строительный подъем в Veoo пролета.
Несущая способность параболических балок ограничивается сравнительно низкими пределами из-за трудности решения опорного узла. При кранах грузоподъемностью в 5 т балки удается сконструировать только спаренными фиг. 60.
Недостатками этой системы являются большой расход древесины на балку и большая трудоемкость их. По стоимости эти балки даже менее экономичны, чем железобетонные.
2 Статический расчет
Рассматриваемая система один рае статически неопределима. За лишнюю неизвестную принимается распор Н в нижнем поясе.
Основная статически определимая система изображена на фиг. 62 стр. 731; фиктивное состояние показано на фиг. 63 стр. 731.
Уравнение равенства работ имеет вид:
Ррн язмн 0
отсюда:
Н-р-Р.
нп
68
При Р 1 получим ординату линии влияния распора под грувом:
нн
69
8 9li £ 2 4- £Л
‘V UEI I 13 14 ’
70
где I расчетный пролет балки;
х координата рассматриваемого сечения; EI жесткость балки жесткости; q интенсивность равномерно распределенной нагрузки.
Интенсивность нагрузки q определяется из условия:
Я а 8 h
откуда:
при Н 1:
Л_ 8h _ J2 ’ 8h
2 ja
71
71'
Из ур-ния 69 следует, что линия влияния распора получается как линия прогиба основной системы от нагрузки Н 1 и при масштабе
а Определение перемещений
При параболическом очертании нижнего пояса прогибы дри определяются из уравнения упругой линии простой балки с равномерно распределенной нагрузкой:
где h высота балки в осях по середине пролета. Перемещение ди для упрощения расчета определяется приближенно без учета работы нормальных сил. Допускаема неточность увеличивает зайас прочности нижнего пояса, работающего на растяжение, и несколько уменьшает запас для балки жесткости, что не имеет однако практического значения:
5,
НН
т
При равномерно распределенной нагрузке:
М Щ 1-х. 73
Подставляя это значение М в ф-лу 72, получим:
Щ0
-ST Гт ■ -А ■ 74 0
б Расчетные формулы
Подставляя в ур-ние 69 найденные значения перемещений и используя равенство 71', получим уравнение линии влияния распора Н в виде:
75
Ы х 2я эсА
Ч Ж I 13 14
При необходимости произвести поверочный уточненный расчет ординаты линии влияния распора определяются по формуле:
Ун
, ре
где I момент инерции балки жесткости;
F6 площадь поперечного сечения балки жесткости;
FH площадь поперечного сечения нижнего пояса;
Л суммарная толщина слоев стенки.
Линия влияния распора, построенная по ур-нию 75, приведена на фиг. 64 стр, 731. Усилие в нижнем поясе находится по формуле:
S
я
COS а ’
77
где а угол наклона касательной, определяемой из уравнения оси нижнего пояса:
У
4Ьх I х
откуда:
а arc tg arc tg 1Ш
78
79
ПОДКРАНОВЫЕ БАЛКИ
733
Усилие в нижнем поясе достигает наибольшей величины в опорном сечениии, где cos а имеет наименьшее значение.
При х 0 угол:
а0 arc tg Щ. 80
Усилие в стенке находится по ф-ле 71. Изгибающие моменты в балке жесткости:
М.
81
где М0 момент в простой балке от действующих нагрузок;
х координата сечения, для которого определяется Мх.
Линии влияния изгибающих моментов приведены на фиг. 65 стр. 731.
в Учет строительного подъема
Начальные усилия, возникающие в элементах конструкции, определяются из выражения прогиба простой балки, несущей равномерно распределенную нагрузку, представляющую собой в данном случае усилие в стенке.
Прогиб:,
при
f bdcmpl.
max 384EJ
пит
82
1
500
усилие в стенке:
а так как
то
_ 384EI Ястр 2 50013“
гг . 8 h
83
Я
стр
12 EI 625М ‘
84
8 Пример расчета фиг. 59 61
а Расчетные данные
Пролет балки I 6,00 м. Грузоподъемность крана Рг 5,0 т. Пролет моста 18,0 л. Давление на одно колесо' Р 6,60 т. База крана к 2,315 м фиг. 66. Вес тележки Рт 1,95 т. Тормозная сила от тележки с груэом на одно колесо S 0,174 т. Собственный вес балки и кранового пути д 100 кгл. Высота балки в осях h 0,7 м фиг. 67.
б Моменты и нормальные силы
Наибольшее значение изгибающего момента в балке жесткости получается при нахождении одного колеса крана на расстояний 0,21 1,20 м от конца балки, а второго за пределами ее. Ордината линии влияния под грузом:
Ум 0,08581;
Мтах 0,0858 6,00 6 600 3 400 кгм.
Изгибающий момент в горизонтальной плоскости от тормозных сил:
Сжимающее усилие N в балке, равное по абсолютной величине распору, находится по линии влияния Я.
Для принятого вагружения балки:
iV 0,1160 5щ-6 600 6 560кг.
Наибольшее значение распора получается при симметричном загружении балки см. фиг. 64, линию влияния Я:
„ Р I IP-6600 к
Я 0,160- 2 ь™.6 600 2й1 18 100 кг. 600
Фиг. 66. Схема наОт постоянной нагрузки: грузки
TJ ф _ 100 6,002 П9 Bh 8 0,7
643 кг.
в Расчет элементов конструкции
Балка жесткости запроектирована из двух брусьев сечением 22 X 25 см фиг. 60. Моменты инерции:
1Х д; 22-2 М,3. 253 2. 13. 125. 0,252 2
53 040 см
1 _ ГЩ: 2 37 220 к.
L lfr 1 Jj
10575 о
о
о
г-
ко
N
57
50-
JOJ
Фиг. 67. Очертание нижнего пояса балки без учета строительного подъема
Моменты сопротивления:
w -ТаТ- 4 275 Wy “ШТ 3 380 си8-
Площадь поперечного сечения:
F 12,5 22 12,5 19,4 2 1035 см
Свободная длина при продольном изгибе:
1у 600 см.
Радиус инерции:
1 37 220 - л ,
ry V -Тоз5- 6’ CMi
Гибкость:
s 600 4 АЛ
Я0М- 100’
0,30.
Напряжение:
„ Мтах , Мх , N wx 1 w„
340000 , 16 700 , 6560 „пе.а
W ЛТТПГп кгсм
4 275
035 0,30
Начальные напряжения, возникающие в балке жесткости от строительного подъема, в запас прочности не учитываются, так как со временем подъем может быть полностью или частично утрачен.
734
В. А. ЗАМАРАЕВ
Нижний пояс каждой из спариваемых балок имеет сечение в две доски 3 X 22 см. Ослабление площади сечения гвоздями в опорном узле составляет приблизительно 12.
При этом:
FH 4 3 22 0,88 232 см2.
Величина распора, возникающего от строительного подъема, находится по ф-ле 84:
12 105. 53 040
2 430 кг.
™P 625 70 600
Расчетная величина распора:
Н Hk 4- Нд -f- Hp 21173 кг.
Угол наклона касательной к нижнему поясу
на опоре:
а0 arc tg
4 0,70
25‘
6,00
cos а0 0,906.
Наибольшее растягивающее усилие в нижнем поясе:
21 173
s
Напряжение:
п -
0,906
23 300 232
23 300 кг.
100 кгсм2.
Стенка ной 1,3 см.
Свободная длина при продольном изгибе:
1у 70 3 67 см,
1у 'h
запроектирована из досок толщи-
67 к j о 51,5,
Фт1п 0,10.
Сжимающее усилие:
81 гг 8 0,70
qW ь,
Напряжение:
3 380 л
п_ : Г-Г- 65 КССМ.
■ 21173 3 380 кгпог. м.
- 1,3 юо 4 0,10
Опорный узел балки запроектирован на гвоздях d 5,0, I 125 мм при помощи хомутов из листовой стали толщиной 2,5 мм и шириной 105 ли.
Для обеспечения двусреэности гвоздей, соединяющих нижний пояс с балкой жесткости, концы хомутов закреплены по верху балки гвоздями того же диаметра фиг. 61. Сила, приходящаяся на хомуты, в месте соединения их с нижним поясом равна 0,55 0,5 23 300 11 650 кг. Сила трения между хомутами и закругленным торцом балки уменьшает усилие на концах хомутов, расположенных по верху балки. Действующее на концах усилие равно:
o _015S
е1
где i коэфициент трения стали по дереву; а угол обхвата;
е основание натуральных логарифмов.
При
ц 0,25 и а 155
имеем:
11 650
Допускаемое усилие на один среэ гвоздя:
Тw 72 кг.
Необходимое число гвоздей:
5 970 оо
тп1 83 шт.
Для крепления нижнего пояса к балке необходимое число гвоздей равно:
23 300
пг2 - 2.72 162 шт
Сечение каждого хомута ослаблено тремя гвоздями.
Рабочая площадь четырех хомутов:
FH 4 0,25 10,5 3 0,5 0,25
2,24 4 8,96 см2.
Напряжение:
п gg 1300 кгсм2.
Наибольшее значение опорной реакции:
4тах 6 600 l 6,0б75о2-31 ЮО -3 11 300 кг. Необходимая площадь опирания балки:
со0
11300 клл 2
“W
Прогиб1 балки в горизонтальной плоскости от тормозных сил
у __ 0,033 174 6002 _ 1
I 105. 37 220 1 800
Спецификация дерева на одну спаренную балку
Наименование
Сечение в см
Длина в м
Количе
ство
1
и
S3
V
ю
О
1
Балка жесткости
22x25
6,00
2
0,660
2
Нижний пояс.
3x22
6,30
4
0,166
3
Стенка
1,3x20
0,135
4
Косяки.
12,5X22
1,50
6
0,248
5
Клинья
85x22
0,43
4
0,093
6
Опорные.подушка
22X22
0,40
4
0,077
7
10X20
0,22
4
0,017
Итого
1,40
Спецификация металла на одну спаренную балку
Наименование
Сечение в мм
Длина в мм
Количе
ство
Вес в кг
1
Гвозди
0 2,6
60
540
1,35
2
0 3,5
90
92
0,63
3
Болты с шайбами
0 12,7
460
12
7,70
4
0 12,7
550
8
6,00
5
0 12,7
420
8
4,96
6
0 12,7
370
8
4,56
7
,.
0 12,7
450
8
5,20
8
Болты крепления
к
колонне
012,7
1400
1
1,49
9
Шайбы.
6 10
130x130
1
Д,34
10
Хомуты
.
2,5X105
1 540
8
25,40
И
Гвозди
0 5,0
125
472
9,10
Итого
67,73
О-
1,95
5 970 кг.
9. Крепление рельсов
Тип крепления рельса зависит от конструкции балки и от грузоподъемности кранов.
ЭСТАКАДЫ И ГАЛЛЕРЕИ
735
В брусчатых балках, применяемых только для ручных кранов, рельсы укладываются непосредственно на брусья и крепятся к ним при помощи привариваемых к подошвам проушин из полосовой стали толщиной 6 мм глухарями d 12 16 мм через 50 60 см.
Гпцхарь 018
Фиг. 68. Крепление рельсов к балкам с брусчатым верхним поясом
БоптфЮ с проушиной
X Шайбы 40X40
Фиг. 69. Крепление рельсов к балкам с дощатым верхним поясом
Во всех других конструкциях балок, применяемых под электрические краны, рельсы укладываются по поперечинам, располагаемым через 33 см.
В балках л брусчатым верхним поясом глухари пропускаются через каждую поперечину в тело
балки фиг. 68. В гвоздевых балках с перекрестной стенкой рельсы крепятся только к поперечинам, из которых каждая третья соединяется с балкой болтами, имеющими на нижних концах откованные ушки, надеваемые на болты основных ребер жесткости фиг. 69 71.
Фиг. 70
Поперечины имеют высоту 10 см, ширину 15 см и длину, равную ширине подкрановой балки поверху. Поперечины не рассчитываются, так как при наличии жесткого рельса типа IVa они обеспечены необходимым запасом прочности даже
f t'Tf l
,и„
:А
1шпалы 10x15
Фиг. 71
при максимальных для деревянных балок крановых нагрузках. Стыки рельсов имеют обычную конструкцию, принятую для железнодорожных путей. Сварка рельсов не рекомендуется ввиду того, что при температурных колебаниях и при большой длине звена возможно расстройство рельсовых креплений.
Инж. С. М. ЖАК и инж. И. И. ОРШАНСКИЙ
XI. ЭСТАКАДЫ И ГАЛЛЕРЕИ
1. Определение и классификация
Сооружения мостового типа большой длины по сравнению с их шириной, служащие для транспортирования материалов или для пешеходного движения, называются эстакадами. Эстакады, проезжая часть которых ограничена стенами и кровлей, называются галлереями.
По своему назначению эстакады и галлереи в промышленных сооружениях на территории фабрик и заводов, в карьерах, на железных дорогах и т. п. могут быть подразделены на две основные группы:
1 Пешеходные эстакады
а Соединительные между производственными помещениями с интенсивным движением, включенным в рабочий поток; при слабом нерегуляр
ном движении проектируются иногда в виде открытых мостиков.
б Переходные над путями проектируют ся большей частью открытыми фиг. 1.
2 Эстакады под транспортеры и вагонетки
По характеру обслуживаемого производственного процесса и типу транспортирующих механизмов различают:
а эстакады под вагонетки для подачи сырья из карьеров и подачи топлива фиг. 2;
б эстакады и галлереи под конвейеры для транспортирования сырья и полуфабрикатов между цехами и для транспортирования готовой продукции фиг. 3.
В зависимости от уровней соединяемых точек эстакады и галлереи бывают горизонтальные, наклонные или состоят из горизонтальных и наклонных участков одновременно. Уклон опре-
736
С. М. ЖАК и И. И. ОРШАНСКИЙ
деляется видом и конструкцией подающих меха- Поперечины нарубаются на пояоа ферм прокизмов, назначаемых в зависимости от транспор- гоны и притягиваются к ним болтами фиг. 4 тируемого материала. и 5. Для прохода по полотну эстакады по поп
ii; I j i
LJ_J
Фиг. 1. Переходный мостик. Продольный разрез
Фиг. 3, Галлерея под транспортер
А
4Металлический хомут
болт 0X2
L
Фиг. 4. Проезжая часть однопутной эстакады
2. Конструкция
Конструкция эстакад и галлерей состоит
пролетного ния и опор
И8
строения, ограждес фундаментами.
речинам укладывается настил с зазором между досками в 2 3 см для предохранения досок от выпучивания при разбухании и для стока дождевой воды.
1 Пролетное строение
Пролетное строение состоит ив проезжей части непосредственно воспринимающей нагрузку, продольных связей и несущей конструкции ферм, прогонов, передающей нагрузку на опоры.
а Проезжая часть
Конструкция проезжей части зависит от и азначения эстакады или галлерей.
В эстакадах под вагонетки проезжая часть состоит из рельсового пути и поддерживающих его поперечин фиг. 4 и 5. Поперечины из брусьев или из круглого леса, отесанного на один или два канта, укладываются непосредственно на фермы прогоны, причем расстояние между ними определяется в зависимости от нагрузки и от жесткости рельса табл. 1.
4Метаплцч хомут
4Стоило
Фиг. 5. Проезжая часть двухпутной эстакады
В галлереях пешеходных и под транспортеры проезжая часть состоит из одиночного дощатого пола и поперечных балок. Последние делаются из круглого леса с отеской на один или два канта, из брусьев или из досок на ребро Фиг. б.
ЭСТАКАДЫ И ГАЛЛЕ РЕИ 737
Таблица 1
Рельсы Виньоль
Рельсы и подкладки нормальной и узкой колеи 1
Г-0 -длина релЬса
L 4,1
rL М 1 Г
Конец рельса
ОсЬ
релбса
477-
Подкладка
Длина рельсов Виньоль
Тип см. порядковые номера табл. 1
Длина в м
норм.
укороч. для кривых
1 и 2
15,00
14,96
14,92
1, 2, 3 и 4
12,50
12,46
12,42
12,38
5, 6 и 7
10,00
8, 9 и Ю
9,00
11, 12 и 13
7,00
14
5,00
пп
Р
е л
ь с
ы
В
и н
ь О
л ь
Прокладки
Тип
Вес
Размеры в мм
Площадь поперечного сечения в см
Моменты
Размеры в мм
Площадь в см
кгпог.м
h
В
Ъ
d
г
а
с
е
инерции I в см
сопрот. W
В СМ
п
т
неизнош.
В
о
И
со
Н
неизнош.
изнош.
1
1а
43,57
140
125
7Д
14
13
56
' 110
16
55,64
1 476
1 270
210
182
209
150
313,5
2
Иа
38,42
135
114
68
13
13
56
110
160
49,06
1 223
1 039
180
155
194
150
291
3
111а
33,48
128
110
60
12
12
56
110
160
42,76
968
812
147
124
178
150
267
4
IVa
30,89
120,5
100
53,5
12
11,68
56
110
160
39,45
751
632
123
105
164
150
246
5
30,23
119,55
100
53,5
13
12
61
127
38,10
707
594
118
10
175
150
252,5
6
29,11
114
95
56,5
13
11
61,5
127
543
99
170
ICO
255
7
26.87
10S
95
54,5
12
11
61,5
127
454
85
170
150
255
8
24,18
1С7
92
51
10,5
13
61
127
30,67
469
382
67
72
162
100
162
9
20,64
95,25
82,55
47
10
9
26,35
310
63
165
100
165
10
18,45
90
80
40
10
7
23,60
245
56
150
10Э
150
11
14,78
91
76
37
7
7
_
18,79
214
164 2
47
39
132
10
132
12
11,18
80,5
66
32
7
7
14,15
125
108 2
31
28 2
118
100
118
13
8,40
65
54
25
7
5
10,62
75
63
21
19 2
102
75
76,5
14
6,95
65
50
25
5,5
4
8,80
16
98
75
73,5
1 По материалам отдела рационализации Промтранспроекта.
2 Для рельсов весом 11,18 кгм и легче моменты инерции и сопротивления даны при износе 3 мм.
738
С. М. ЖАК и И. И. ОРШАНСКИЙ
Поперечные балки дощатых сечений нарубаются на прогон и кроме того прикрепляются кобылками из брусков на гвоздях; балки из кругляка или брусьев притягиваются болтами.
грецгалоная
система
Узел 6
ХИГч
Система с перепреет-
нЬши диагоналями Узел А
Ли
Поогоы
ПопеоечинЬ'
Узел А
Узел 6
U-i
Фиг. 7. Продольные ветровые Связи в эстакадах под вагонетки
Настил в эстакадах и пол в галлереях делается из досок толщиною не менее 5 см, причем в пешеходных галлереях с интенсивным движением к расчетной толщине прибавляется 1 2 см на износ.
В утепленных галлереях к низу поперечных балок подшивается настил из досок толщиной
2 2,5 см для укладки утеплителя фиг. 6.
б Продольные связи
Для передачи опорам давления ветра в плоскости проезжей части устраиваются продольные ветровые связи.
В эстакадах под вагонетки продольными связями кроме ветра воспринимаются также боковые удары при проходе вагонеток. Из систем связей наиболее употребительны треугольная или система с перекрестными раскосами фиг. 1 и 8.
4 арочных;
5 сквозных решетчатых;
6 несущих стенок когда ограждение является одновременно несущей конструкцией.
В табл. 2 приведены возможные системы главных ферм и их техническая характеристика.
2 Ограждения
Ограждениями служат; в эста-. кадах перила, в галлереях стены и кровля.
а Перила
Проезжая часть эстакад должна быть ограждена перилами. Перила состоят из стоек и покрывающего их поручня. Высота перил изменяется от 0,9 до 1,20 м, считая от уровня настила; расстояние между стойками принимается до 1,50 м. Стойки и поручни делаются из брусков прямоугольного или квадратного сечения.
Крепление стоек к поперечинам и прижимному брусу производится болтами фиг. 9 и 10.
Иногда стойки укрепляются дополнительно наружными подкосами фиг. 11, что вызывает однако удлинение поперечин. Соединение поручня со стойками делается простым шипом; стыки поручня помещаются над стойками или около последних.
б Стены
В зависимости от теплового режима в помещении стены бывают холодные или утепленные.
По конструкции стены подразделяются на обыкновенные, изготовляемые на месте работы, и сборные, собираемые ив варанее изготовленных щитов.
СтойкаN 128
Узел А
Раскосо иэ досок
Гвозди
1-1
ч
болт
012л
N
с
4ПарцченЬ 12 я 8 ,Лоска 5'Ю.
Лоперечило
- Прогон
Прогон' Поперечная балка
Фиг. 8. Продольные ветровые связи в галлереях
Раскосы и схватки делаются из досок или пластин и прикрепляются болтами или гвоздями к прогонам, служащим в данном случае поясами ветровых ферм.
в Несущая конструкция
Несущая конструкция в эстакадах и галлереях может осуществляться в виде следующих систем:
1 простых балочных;
2 подкосных;
3 шпренгельных;
Часадко
Стоика
Фиг. 9. Перила
Обыкновенные стены. Основными элементами конструкции стен являются каркас и обшивка, причем в холодных стенах обшивка всегда одинарная, в утепленных же может быть двойной.
Каркас состоит из несущих стоек, из поперечных элементов, образующих коробку для установки оконного переплета, и наконец иэ раскосов, устанавливаемых в плоскости стенки для придания ей продольной жесткости. Раскосы располагаются обычно в крайних и нескольких
Техническая характеристика ферм различных систем
Таблица 2
ЭСТАКАДЫ И ГАЛЛЕРЕЙ 739
Наименование
iO
11
12
13
14
Шпрепгельная
То же
То же
Арка’с балкой жесткости
Арочный мост
Область применения
Пролет I в м
-г- или а п
Эстакады под любую нагрузку. Верхний пояс балка цельный
То же
Эстакады под любую нагрузку
То же
То же
Ферма Гау
Двутавровая балка с перекрестной стенкой несущая стенка.'
То же
Преимущественно для Закрытых пешеходных галлерей
6,0-8,0
6,0-8,0
15,0-30,0
15,0-30,0
15,0 30,0
15,0-30,0
7,0-15,0
I I
: 20
.20“
7Г 7
т 5-7
г6
Полезная нагрузка на 1 пог. м в пг
0-12
400- 800
400 - 800
300 800
400-1000
400-1000
400-750
Продолжение табл. 2
Расход леса на 1 м плана в яеЗ
Вид сопряжения
Схема
Болты
То же
Гвозди, болты, зубчато-кольцевые шпонки
Гвозди, болты, зубчато-кольцевые шпонки и врубки
Врубки и болты
10-20
4-10
То же
Г возди
15-20
3-5
V
Железо
-V
Железо
.4ТЧш1жИ
ЭСТАКАДЫ И ГАЛЛЕРЕИ
741
средних панелях стенки. Расстояние между несущими стойками принимается равным 1,0 2,0 м. Для стоек употребляются доски, бруски или кругляк с отеской на один или два канта для удобства прикрепления обшивки.
Присоединение стоек к пролетному строению весьма разнообразно и может быть осуществлено по одному из способов, указанных на фиг. 6.
Поручень
128
Стойка
128
Прижимной_ фус2А2
Поперечина
Насадкя
Фиг. 10. Перила
Обшивка делается из досок 2 2,5 см в четверть. Одинарная обшивка прикрепляется к стойкам обычно с наружной стороны.
В галле реях, поднятых на значительную высоту над уровнем земли, прикрепление обшивки тре-
ПорученЬ 1210 -
Подкос
1010
, Стойка 210 болт 0X2
1
болтЬ Ф2
Поперечина
'Насадка
бует специального подмащивания, удорожающего работу. Чтобы избегнуть этого, можно обшивку прикреплять ивнутри к специальным четвертям в стойках.
В случае утепленных стен с двойной обшивкой вторая обшивка прикрепляется к внутренним граням стоек; между обоими рядами обшивки укладывается утеплитель фиг. 12 с предварительной прокладкой толя по внутренней поверхности второй обшивки.
Плитный утеплитель можно прикреплять к рейкам, нашиваемым к стойкам, обшивки же может не быть совсем ни внешней, ни внутренней. Стены из плит например из фибролита требуют оштукатурки.
Сборные стены. Сборные стены составляются ив отдельных заранее заготовленных
щитов, конструкция которых включает каркас и обшивку одновременно. Предполагая простейшую механизацию работ по сооружению эстакад
Рубероид по пергамину
ms
Защитный настил naOL 45 из осмоленнЬж реек 5 2
Рабочий настил 520 ' с зазорами б 5 см
'Продух 'Прогон
Ошибка
Стойка из ’кругл, леса
Подкдс.
Суперобназка
Фиг. 12. Поперечный разрез по галлерее
ПоА-ё
Фиг. 13. Косоугольные щиты для наклонной галлереи
и галлерей, разбивку щитов следует производить таким образом, чтобы вес щита не превосходил 60 80 кг; при этом переноска и установка щита вручную могут быть произведены тремя рабочими.
742
С. М. ЖАК и И. И. ОРШАНСКИЙ
Каркас щита состоит ив двух окаймляющих ребер и двух обвязок верхней и нижней, причем на верхнюю обвязку могут опираться стропильные ноги. При наличии в щите оконного проема в каркас вводятся дополнительно распорки, образующие совместно с ребрами коробку для установки оконного переплета.
Наружная Утеплитель обшивкач шевелин
Планка
Ребра щитов
Фиг. 14. Теплый щит
К одной из окаймляющих стоек щита с наружной стороны нашивается во всю высоту планка с напуском на половину своей ширины. Назначение планки перекрыть шов между двумя смежными щитами. Конструкция щитов показана на фиг. 13.
Ребра щитоб
V
Поперечная L
I-
балка
11
л
Прогон
Фиг. 15. Опирание щитов на прогоны вид изнутри
Форма щита определяется уклоном галлереи; соответственно уклону щиты могут быть прямоугольные и косоугольные в виде параллелограма.
Обшивка холодных щитов делается ив досок 2,0 2,5 см в четверть.
Г’
1
т
1
Ребра щита
г
У
и
Прокладка
-
L
1
-s
Поковка
болтал М п
1
1
Глухарь
То ЛЬ или рубероид,
у Прогон
Прогон
Фиг. 16. Опирание щитов на поперечные балки вид изнутри
Обшивка утепленных щитов состоит из двух слоев толщиною по 13 мм l1.7 с прокладкой между ними слоя утеплителя, обычно шевелина или войлока 1 фиг. 14.
Если в качестве утеплителя принята засыпка, то сначала устанавливаются холодные щиты,
1 Подробнее о конструкции теплых щитов см. Строительная индустрия, т. VI.
а затем по внутренним граням стоек щитов нашивается вторая обшивка, как в обыкновенных стенах.
Опирание щитов на несущую конструкцию и крепление их к последней могут быть произведены двояко.
1. Опирание на прогон. На фиг. 15 показано опирание щита непосредственно на прогон. Стойки щита прикрепляются к прогону либо при помощи поковки либо кобылками из брусков на гвоздях и сшиваются между собою гвоздями. При указанном способе опирания разбивка поперечных балок не связана с размерами щитов.
Рубероид по ПёрЪШану
Рубероид по пергамину
Сплошная неразрезная плита
Фиг. 17. Рубероидная кровля ш стропилам
2. Опирание на поперечные б а лк и. Как видно на фиг. 16, щиты опираются на попарно установленные поперечные балки. Последние, а также и стойки смежных щитов раздвинуты на толщину прокладки 4 5 см, устанавливаемой для прикрепления щитов к поперечным балкам.
Расстояние между поперечными балками должно быть равно или кратно ширине щита.
Рубероид по пергамину;
Неразрезная плита из брусков'
ВетробЬт связи из досок на гвоздях
ПрогонЫ
Фиг. 18. Рубероидная кровля по тавровой балке
в Кровля
Основными кровельными материалами служат рубероид и искусственный шифер.
Основа под водоизолирующий ковер выполняется по стандартам, принятым в промышленном строительстве; в зависимости от применяемого кровельного материала делается двойной перекрестный или сплошной одиночный настил либо наконец разреженная обрешетка из брусков.
Несущая конструкция кровли в галлереях осуществляется по одному из типов, приведенных на фиг. 17 20.
ЭСТАКАДЫ И ГАЛЛЕРЕИ
743
Выбор того или иного типа конструкции кровли определяется главным образом ее пролетом шириной галлереи.
Помимо снеговой нагрузки конструкция кровли частично может воспринять также ветровую нагрузку со стен и передать ее на опоры.
ВолнистЬш шифер
Обрешетл
нему поясу балки фиг. 18 и 19. Ветровые связи аналогично связям проезжей части могут быть треугольной или двухраскосной системы и делаются обычно из досок толщиной 2,5 3,0 см на гвоздях. Ветровые связи присоединяются к опорам через стойки и жесткие торцевые стенки.
Яеталлич.
хомуг
План бетродЬх связей
'ПлиточнЬд
утеплители
, ВетробЫе связи X Врезаются в прогон
Табробая балка
Рейка 65 Утеплитель ''Подиии0ко
пришивается ТолЬ Рейки
I гвоздями Косая подшивка
Лрогонд
Фиг. 19. Шиферная кровля по тавровой балке
В кровлях, приведенных на фиг. 12 и 17, двойной перекрестный настил ввиду большой жесткости может служить одновременно ветровой фермой, если отношение
1ф расстояние между опорами g g
кф ширина галлереи
Для обеспечения работы на ветер кровля жестко связывается с опорами через несущие стойки стенки. В этих целях стойки, приходящиеся над опорами, связываются со стропильной ногой в жесткую раму. Помимо этого практикуется иногда постановка наружных ветровых подкосов фиг. 12. Применения последних следует однако избегать, так как в месте присоединения подкоса к насадке образуется глухое гнездо, в котором застаивается вода, что ведет к загниванию конструкции. На крайних опорах'кроме того торцевые стенки делаются жесткими, геометрически неизменяемыми. При указанной конструкции ветер со стен передаемся на опоры через кровлю и нижние связи проезжей части поровну. Бели 1ф
отношение j 8, передавать ветер через настил не рекомендуется вследствие больших его деформаций, вызывающих выпучивание стенки. Передача ветровой нагрузки со стен на опоры осуществляется в указанных случаях двояко.
1. Каждый поперечный ряд стоек стены связывается при помощи подкосов со стропильной ногой в раму фиг. 17 и 20, воспринимающую ветер со всей стены и передающую его на проезжаю часть. Подкосы крепятся обычно гвоздями.
2. Устраиваются специальные ветровые связи, прикрепляемые к стропильным ногам или к ниж-
3 Опоры и фундаменты табл. 3
а Опоры
Назначение опоры воспринять не только вертикальное давление, передаваемое вышележащей конструкцией, но и боковое давление ветра как на самую опору, так и на пролетное строение
Шифер
Фиг. 20. Рама, несущая шиферную кровлю
744
С. М. ЖАК и И. И. ОРШАНСКИЙ
и ограждение. Следовательно опора должна быть достаточно жесткой и устойчивой в поперечном направлении. Этому условию удовлетворяют конструкции, приведенные в табл. 3, наиболее широко применяемые для эстакад и галлерей.
Фундаменты могут выполняться: 1 в виде отдельных столбов под каждую стойку, 2 общего массива под всю опору и 3 двух отдельных массивов, соединенных стенкой шириною 50 80 см в зависимости от глубины заложения фиг. 21. Последний тип применяется только при бетонных фундаментах.
Таблица 3
Конструкции опор различных типов
Тип
Область применения
Схема опор
Применяется при высоте 6,5 м. Осуществляется без стыков
ш_м
00 40
Т’
. -
А
'X
40
Применяется при h 6,5 10 м. Стыки ступенчатые с накладками. Может собираться на земле и устанавливаться целиком без лесов
Разрез по У Разрез по 2-2
Применяется для высоких опор h 8 м, а также в слу4аях, требующих продольной жесткости. Стыки ступенчатые, с накладками. Может осуществляться без лесов путем постепенного наращивания
Одиночная опора а представляет собой в поперечном направлении ветровую ферму, цоясами которой являются стойки. Решетку обычно делают с перекрестными раскосами и рассчитывают в предположении, что в каждом направлении работает только одна система раскосов сжатых.
Опора типа b отличается от предыдущей тем, что пояса фермы в ней двойные, спаренные по фасаду. Решетка треугольной системы заводится между поясами.
Наконец двойная опора с состоит иэ двух ветровых ферм по типу а, раздвинутых по фасаду и расшитых между собой. Такая конструкция придает опоре не только поперечную, но и продольную устойчивость.
При значительной высоте опоры для придания ей большей устойчивости стойки в поперечном направлении книзу раздвигаются. Та же цель может быть достигнута постановкой укосин. Последний способ требует несколько больше леса, но зато дает возможность стандартизировать элементы решетки и уменьшить свободною длину сжатых раскосов, а потому рационален для эстакад большой длины и высоты.
Стойки пояса и раскосы делаются обычно из круглого леса; схватки из пластин или досок.
б Фундаменты
Фундаменты делаются из бута, бутобетона или бетона it890 за исключением временных эстакад, в которых опоры могут быть установлены на предварительно забитые сваи.
Разрез по 1-1
А Ь. к
тшш
Разрез по 2-2
U-2
Устройство фундамента того или иного вида определяется конструкцией и высотой опоры, а также величиной ветровой нагрузки.
Фундаменты в виде отдельных столбов под каждую стойку применяются для низких до 4,0 5,0 м опор типа а или Ь с широко расставленными стойками. При большей высоте делаются сплошные массивы под всю опору. Для опор с применяется обычно третий тип фундамента в
Фундаментйк
Стойка ii
Оср эсглакадЬ или галлерей
■
W I
1'
ЕЕШ
si
S®
1
'
18
Фиг. 21. План фундаментов под опоры
виде отдельных, соединенных стенкой массивов под передние и задние стойки. И только при очень высоких опорах -16,0 и или большой ветровой нагрузке устраиваются сплошные фундаменты.
3. Разбивка на пролеты и выбор типа пролетного строения и опор
Разбивка эстакады или галлерей на пролеты должна производиться таким образом, чтобы, во-первых, были соблюдены необходимые габариты проездов, находящихся под эстакадой зданий ит. д., а, во-вторых, чтобы стоимость coopy-v жения получалась наименьшей.
ЭСТАКАДЫ И ГАЛЛЕРЕИ
745
Стоимость эстакады или галлереи складывается из:
1 стоимости пролетного строения ограждения, проезжей части и несущей конструкции;
2 стоимости опор;
3 стоимости фундаментов.
Стоимость ограждения и проезжей части зависит главным образом от ширины галлереи или эстакады и типа водоизолирующего материала и является для данного сооружения величиной постоянной. Таким образом в рассмотрение включается только стоимость несущей конструкции, опор и фундаментов.
В экономично спроектированной галлерее или эстакаде стоимость несущей конструкции приблизительно равна стоимости опор с фундаментами. Последнему условию обычно удовлетворяет разбивка на пролеты, при которой Н zz 0,8 0,91,, где Я высота опоры, a L пролет несущей конструкции.
Установить точную зависимость между пролетом и высотой опор не представляется возможным, потому что помимо величины пролета на стоимости сооружения существенно сказывается выбранный тип и материал несущей конструкции, тип и материал опор, способ производства работ, возможный на данном строительстве степень механизации последнего, качество грунта и т. д.
При выборе типа ферм несущей конструкции следует стремиться обойтись простейшими подносными ригельными или шпренгельными системами, выполняемыми преимущественно из круглого леса. Подобные конструкции просты в осуществлении; кроме того, комбинируя их, возможно перекрыть тот же пролет с меньшей затратой материала, чем при помощи ферм.
Так, галлерея с несущей конструкцией в виде комбинации подкосных и шпренгельных систем при расстоянии между осями опор в 14 л и средней высоте опор в 10 м на 1 пог. м потребовала
1,05 м3 леса это количество включает весь материал опоры, пролетное строение, пол, стены и кровля. Галлерея же с несущей стенкой в виде раскосной фермы при пролете L 16 м на 1 пог. м потребовала 2,10 м8 леса, несмотря на то, что не имела опор, так как соединяла непосредственно два здания.
Область применения каждого типа, а также употребительные сечения и тип связей даны в табл. 2.
Применение того или иного типа опор в каждом отдельном случае определяется следующими факторами: высотой опоры, конструкцией пролетного строения и наконец способом производства работ. Так, низкие опоры высотою до 6,5 7,0 м, поддерживающие пролетное строение балочной, шпренгельной или подносной системы с затяжками, делаются по типу а табл. 3. До указанной высоты стойки делаются без стыков. При высоте свыше 6,5 м стойки ввиду ограниченности сортамента леса получаются стыкованными. Во избежание боковых смещений при продольном ивгибе, а также для большей жесткости следует делать ступенчатый стык, перерезая последовательно по одной стойке. Указанное требование осуществимо при устройстве опоры по типу Ъ. Тот же тип должен применяться также в тех случаях, когда из габаритных условий нельзя устраивать затяжки в пролете, как например при проходе эстакады или галлереи над шоссейными дорогами, железнодорожными или вагонеточными путями. При высоте галлерей свыше
10 12 л вопрос о применении опоры того иди иного типа решается не только соображениями их устойчивости, но и в зависимости от способа производства работ.
При отсутствии на строительной площадке необходимых подъемных механизмов необходимо устройство лесов, причем стоимость последних достигает 12 15 от общей стоимости сооружения. В этих условиях целесообразно устройство опор по типу с, позволяющих благодаря своей конструкции обходиться без лесов. Действительно, первая секция до стыка, установленная на фундамент, служит лесами при дальнейшем возведении опоры до проектной высоты. После установки стоек по верху их устраивается рабочая площадка,, с которой производится последующая работа по подъему и установке конструкций пролетного строения.
Та же конструкция опоры применяется для отдельно стоящих эстакад и галлерей, не привязанных к зданию. Крайние, а иногда одну или несколько средних опор независимо от их высоты следует устраивать по типу с для придания всему сооружению продольной устойчивости.
Если строительство располагает подъемными механизмами мачты, укосины или кран и если кроме того место работ не стеснено, следует делать опоры по типу Ъ как наиболее экономичные. Опора собирается на земле около фундамента целиком, а затем поднимается и устанавливается на место и раскрепляется расчалками или временными подпорками. Дальнейшая работа заключается в подъеме и установке на место несущих конструкций и креплений их к опорам, после чего временные связи убираются.
4. Расчет элементов конструкции
На эстакады и галлереи действуют вертикальная нагрузка и ветер. Вертикальная нагрузка разделяется на:
а постоянную собственный вес конструкции и
б временную снег, толпа, нагрузка от транспортеров и нагрузка от вагонеток.
Подвижная нагрузка от транспортеров принимается равномерно распределенной, а от вагонеток сосредоточенной.
При учете подвижной нагрузки вводится коэфициент динамичности, равный 1,10 1,20.
Веса транспортеров и вагонеток берутся по заводским каталогам’ Расположение сыпучего материала на ленте транспортера дано в табл. 4.
Таблица 4
Расположение материала- на ленте транспортера
Ширина ленты в мм
Объем материала на 1 пог. м ленты в Л3
плоская лента
лотковая лента
0,0071 0,0126 0,0197 0,0283 0,0445 0,0640 0,0790 ✓ 0,0958 0,1140
кей части настил и поперечные балки рассчитываются только
300
0,0027
400
0,0053
500
0,0090
600
0,0133
750
0,0217
9Q0
0,0320
1000
0,0400
1100
0,0490
1 200
0,0590
Э л е м е н
ты п р о е
746
С. М. ЖАК и И. И. ОРШАНСКИЙ
I на вертикальную нагрузку и должны проверяться на прочность и прогиб; для настила и поперечных балок под толпу или транспортеры допускается ирогиб:
Апат _1 1_
I 250 300 '
В эстакадах под вагонетки расстояние между поперечинами принимается в зависимости от высоты жесткости рельса.
Несущая конструкция воспринимает вертикальную нагрузку и ветер. Напряжение от ветровой нагрузки обычно незначительно. Только при отношении
J_ пролет фермы g
h расстояние между поясами
т. е. для узких эстакад и галлерей значительного пролета -16 л, дополнительные напряжения в поясах от ветра должны учитываться.
Опоры и фундаменты под ними рассчитываются на вертикальную нагрузку и ветер, причем ветровая нагрузка является решающей.
Расчет должен производиться на прочность и устойчивость, причем не допускается отрыв стоек от фундаментов. Необходимо, чтобы
5. Особенности конструирования, возведения и эксплоатации
1 Предохранение от загнивания
Эстакады и галлереи, как правило, представляют собой сооружения, подверженные непо средственному воздействию атмосферной влаги. Элементы конструкции, особенно их наиболее ответственные части узлы, врубки, находятся в условиях переменной влажности, что, как известно, особенно благоприятно для жизнедеятельности грибков-разрушителей, вызывающих гниение древесины. Поэтому необходимо обращать особое внимание на предохране-; ние этих сооружений от загнивания.
Мероприятия, которые при этом применяются, разделяются на конструктивн о-п р о ф илактические и химические.
Ко нструктивно-профилактические мероприятия исчерпываются назначением для эстакад и галлерей цельных сортиментов брусьев и бревен с минимальным количеством щелей и пазух, а также применением конструкций простейших схем с наименьшим числом узлов. Последнему условию наиболее удовлетворяют простейшие балочные, подкосные и ригельные системы.
Применения открытых ферм следует избегать, допуская его только при значительных нагрузках и пролетах, причем фермы должны иметь несложные узлы и состоять из элементов крупных сечений например ферма Гау. Применение в незащищенных сооружениях дощатых конструкций с непроветриваемыми углами недопустимо.
Химические мероприятия, существенно повышающие срок службы сооружения, заключаются в применении для открытых частей конструкции консервированного леса или в защите узлов, стыков, торцевых поверхностей, врубок и т. п. суперобмазками а трещин шпаклевками из антисептиков последующего действия или в комбинации обоих способов.
Применение одних только антисептиков последующего действия в большинстве случаев недостаточно надежно предохраняет сооружение от загнивания ввиду опасности выщелачивания их атмосферными осадками. Возведение же конструкций просто иэ консервированного леса не может обеспечить долговечности сооружения, так как свежие поперечные сечения элементов, врубки и т. д. вскрывают непропитанные части древесины, которые в условиях эксплоатации незащищенного сооружения неизбежно будут увлажняться и загнивать.
Кроме того влага, попадающая во вновь образующиеся трещины, тоже вызывает загнивание древесины.
Из сказанного следует, что для наибольшей долговечности сооружения необходимо применение обоих видов антисептиков, т. е. необходимо осуществлять конструкцию из консервированного леса, все трещины шпаклевать, а врубки и торцы покрывать суперобмазками последующего действия.
Эстакады и галлереи из непропитанного леса и не защищенные суперобмазками недолговечны; применение антисептиков обязательно для эстакадных сооружений со сроком службы более 5 лет.
2 Противопожарные мероприятия
В эстакадах и галлереях пожарная опасность усугубляется большой обычно протяженностью сооружений. В галлереях кроме того ограждение образует трубу, создающую в случае пожара сильную тягу. Таким образом эстакады и галлереи по сравнению с другими деревянными конструкциями находятся в пожарном отношении в худших условиях. А между тем предохранительные мероприятия, мешающие распространению огня и основанные на применении воды противопожарный водопровод, спринклеры, водяные завесы ит. д., могут применяться только в утепленных галлереях, да и здесь они защищают лишь ту часть конструкции, которая заключена в пределах ограждения. Для эстакад же и холодных галлерей все эти мероприятия совершенно недопустимы, так как зимой вода замерзает и рвет трубы. Единственным мероприятием, препятствующим распространению огня, в данном случае является сооружение огнестойких зон, обычно выполняемых из железобетона. Огнестойкая вона, во-первых, прерывает галлерею, не давая огню распространяться, а во-вторых, является рабочей площадкой для пожарных. Чтобы выполнять последние функции, вона должна быть длиной не менее 5 м по фасаду галлереи. Огнестойкие зоны назначаются обычно через 35 40 м.
Для уменьшения опасности возгорания самой древесины применяются те же меры, что и для прочих деревянных конструкций огнестойкие штукатурки, обшивки, покраски, пропитки и т. д.
Конструктивно - профилактическим мероприятием является конструирование из крупных сечений. Следует всячески избегать большого скопления мелких досок с просветами и других элементов, обильно омываемых воздухом. Поэтому применения дощатых конструкций ив соображений пожарной безопасности, как правило, в галлереях и эстакадах следует избегать.
ЭСТАКАДЫ И ГАЛЛЕРЕИ
747
8 Особенности конструирования
Особенностью конструирования эстакад и галлерей является необходимость постановки большого количества конструктивных связей болтов, хомутов, скоб. Последнее требование вызывается тем, что эстакады или галлереи всегда подвергаются воздействию переменных динамических нагрузок вагонетки, толпа. Даже в тех случаях, когда нагрузка ограничивается только транспортером с плавным 'ходом, неизбежна динамическая нагрузка ветром, который раскачивает высокие опоры конструкции.
Все это требует, чтобы при проектировании было обращено особое внимание на соединение элементов сооружения в одно неизменяемое целое, независимо от направления и характера расчетной нагрузки.
При осуществлении необходима плотная пригонка всех болтов с тщательной их эатяжкой; в процессе эксплоатации болты должны проверяться и подтягиваться по мере усыхания древесины и вообще ослабления соединения.
Недостаточное внимание к этому вопросу может повести к расстройству всех соединений и даже к обрушению сооружения.
6. Примеры проектов 1
Пример 1. Ра зборная эстакада Сенгилеевского портландцементного в.а в о д а.
Эстакада предназначается для подачи угля и сланца в склад. Топливо прибывает по Волге н с дебаркадера перегружается на ленточный транспортер, идущий по эстакаде фиг. 22.
Ленточный транспортер ссыпает материал в бункер, откуда он перегружается на вагонетки канатной дороги. Последние по наклонной эстакаде см. пример 2 передают транспортируемый материал в склад.
Так как эстакада фиг. 22 одним концом опирается на дебаркадер, имеющий вертикальные перемещения в зависимости от уровня водц, первый пролет должен быть вращающимся; остальные пролеты эстакады должны быть разборными, так как в процессе эксплоатации по мере повышения уровня веды в Волге часть пролетов снимается. На зиму вся эстакада разбирается, складывается на дебаркадер и отводится в затон.
Правая часть эстакады несет перегрузочный бункер, моторы и натяжную станцию канатной дороги. При высоком уровне меженних вод эта часть эстакады целиком отводится по рельсам на более высокое место. Указанные особенности эксплоатации определили конструкцию галлереи.
Левая разборная часть состоит иэ шести пролетов по 7,5 м, перекрытых шпренгельными балками фиг. 23, состоящими из круглого прогона 0 18 см, стоек сечением 8 х 20 см и железных затяжек. Поперечная устойчивость стоек достигается, во-первых, врубкой их в прогон, а во-вторых, расходящимися наклонными частями ватяжек, играющих роль расчалок. Для данной эстакады, несущей транспортер с плавным ходом, этого достаточно. Если же такая конструкция поддерживает узкоколейный путь
1 Проекты эстакад и галлерей, помешенные в примерах 1,2 и 3, выполнены авторами в группе деревянных конструкций Цемпроекта.
©
22. Общий вид разборной эстакады
Ьрцс 18 х 18
Настил
Поперечины Qpotyodka
Деталь стойки
вид по А-Ы
Поперечина НстиЛ
ФиУ. 23. Шпренгельпая Оалка к фиг. 22
При ми мной шпренгепь 411р0РниР
брус '
i8i6
Разрез по А-В
Штырь р 16 Шарнир
''Насадка 018 Хомут
Чтойка ф 18
Фиг. 24. Оиорный узел
Фиг. 25. Опорный узел
748 С. М. ЖАК и И. И. ОРШАНСКИЙ
Роз6и£оеп1сй_ Откатывается
Станина для ленты
Шпренгеля р 8
8x18
Болт f 12
Фиг. 27а. Фасад к фиг. 22
ОсЬ стойки
J ОсЬ стойки
План фундамента _ Jfl
Подкос р 18 Хомут уСтоики р 18
Jl болта ф 12
Фиг. 26. Поперечный разрез к фиг. 2
Обшивка 2,5 см
750 -250
Н
Фиг. 276. План к фиг. 22
ЭСТАКАДЫ И ГАЛЛЕРЕИ 74J
7 50
С. М. ЖАК и И. И. ОРШАНСКИЙ
под вагонетки, то необходимо стойки шпренгельной балки соединять в поперечном направлении в неизменяемую систему.
Проезжая часть состоит из поперечин 0 18 см, по которым уложен настил из досок 5 см. Поперечины прикреплены к шпренгелям хомутами и прижимными брусьями, что облегчает разборку и повторную сборку эстакады.
Шпренгельные балки укладываются на насадки опор вразбежку и притягиваются к ним хомутами фиг. 26. Опоры крайней балки различны.
ряда рам, поставленных на скаты фиг. 28. Вдоль пути рамы связаны в неизменяемую систему. Над бункерами устроена будка, в которой расположены моторы. Подробности конструкций видны из чертежей.
Расход леса на 1 пог. м эстакады. 0,46 м;
железа 7,75.
Высокий процент железа и малый расход дерева объясняются применением шпренгелей с металлическими затяжка,ми.
Конец ее, опирающийся на дебаркадер, показан на фиг. 24. Второй конец, решенный в виде шарнира, показан на фиг. 25.
Опоры фиг. 26 представляют собой два отдельных треугольника, связанных поверху насадкой и опирающихся на бетонные фундаменты. Для удобства повторной сборки опоры крепятся к фундаментам хомутами.
Законструированная таким образом эстакада легко разбирается на отдельные элементы перила, проезжая часть, шпренгели, опоры и вручную переносится на дебаркадер, так как самый тяжелый элемент шпренгельная балка весит только 130 кг.
Первая, откатывающаяся часть эстакады фиг. 27, 28, несущая бункер и затяжную станцию канатной дороги, состоит ив
Пример 2. Эстакада Сенгилеевского п о р т л а н д ц е м е н т н о г о завода для вагонеток, нагружаемых сланцем или углем.
Загрузка вагонеток углем производится из бункера эстакады, рассмотренной в примере 1.
Системы конструкций балочно-подкосные и одноподкосные в зависимости от пролета фиг. 29. Пролеты ферм 6 и 8 м в зависимости от высоты опор и потребных габаритов. У фермы, перекрывающей пролет над дорогой, удалена ватяжка, мешающая проезду. Распор передается на соседние пролеты. Конструкция опор и проезжей чарти видна на фиг. 30 32. Последняя опора, проходящая в насыпи, заключена в открытый ящик из осмоленных досок, что обеспечивает ее проветривание и предохраняет от соприкаснове-
ЭСТАКАДЫ И ГАЛЛЕРЕЙ
752
С. М. ЖАК и И. И. ОРШАНСКИЙ
ния с грунтом насыпи, задерживающим атмосферную влагу.
Детали конструкций видны из чертежей.
Расход леса на 1 пог. м эстакады. 0,СЗ м
железа ' 2,48
Опппя 5
Гл пр020Н 022 Подбалка
Ф 22
ЗатяЖка
f2nnacm.4b
Стойка ' 020 Прокладка
болт to 019
Фиг. 30. Конструкция опор и проезжей части к фиг. 29
Опора 8
Гл. прогон 0 22
Подбалка 022
Насадка018 Поперечино
018
'Металлич хомут
' Стойка 020
ЗатяЖка 2 пластинЬ фВ
болт 012
. болтЬ1019
nil
Фиг. 31. Конструкция опор и проезжей части к фиг. 29
Пример 3. Галлерея Новоспасского п о р т л а н д ц е м е н т н о г о з а в ода под транспортер, подающий глину из вальцовки в склад сырья фиг. 33
Опора 9
Hacbmb
о
Обшивка
осмоленными у hi
досками 2£см I ZCZ2ZZx.l
цД -1-3
I h ii , 7 Ъ 1
’ гп- zr с ii
ю
CO
1 1
J
Ш
Packoctu 018
Доски 2J5 cr 50 -
125
-150 -I
i:
_17,5
17,5
Фиг. 32. Конструкция опор и проезжей части к фиг. 29
Галлерея состоит из наклонного и горизонтального участков. В первом пролеты изменяются вместе с изменением высоты. Конструкция пролетного строения видна ив чертежей. Опоры в нивкой части галлереи типа а и Ъ, начиная же с высоты 6 л типа с фиг. 34 и 35. Стены И8 холодных щитов. Кровля рубероидная.
Балки пола расшиты ветровыми раскосами. Ветровое усилие передается через ветровые связи пола и жесткую кровлю на опоры.
Такое решение принято потому, что необходимый срок службы галлереи 4 года. Если бы галлерея сооружалась на более длительный срок, лучше было бы над опорами установить рамы, на которые и передать ветровую нагрузку.
Галлерея осуществляется без лесов. Порядок производства работ следующий. Участок галлереи между первыми шестью опорами возводится непосредственно с.земли. Затем устанавливаются четыре высокие опоры вместе с подкосами, прогонами в пределах подкосов и полом. С получившихся таким образом площадок укладываются средние пролеты прогонов и оставшаяся часть
План галлереис Фиг. 33. Галлерея для подачи известняка.
От
С
Фиг. 35. Поперечный разрез к фиг. 33
Разрез поА-6
МОСТЫ МАЛЫХ И СРЕДНИХ ПРОЛЕТОВ
755
пола. Стены, составленные из щитов, и кровля 2. К о бы л кин В. Н., Деревянные мосты, При-
устанавливаются с пола галлереи. мер расчета, ОГИЗ Гострансиздат, М. 1931 г.
™ „ з. Керстен К., Современные инженерные дере-
Расход леса на 1 пог. м галлереи. 1,26 м,з вянные конструкции, ОГИЗ Гострансиздат, M.-JI.
Пример 4. Эстакада для вагонеток в исполинских горах у Шмидс б е р г а1 фиг. 36.
Эстакада предназначена для двухпутного узко колейного пути под вагонетки. Пролетное строение состоит из обычной проезжей части и главных ферм в виде сегментных шпренгелей. Верхний пояс ферм имеет 2 стыка фиг. 37, играющих роль шарниров, поэтому для сохранения неизменяемости системы поставлены 2 раскоса; получившаяся система статически неопределима.
Подробности конструкций видны из фиг. 37 и 38.
Недостатком конструкции является незащищенность ее от загнивания. Нижний пояс и раскосы, выполненные из досок, в месте соединения образуют мешок, в котором могут скопляться снег, грязь и влага.
ЛИТЕРАТУРА
1. Патон Е. О., Руководство по восстановлению разрушенных ж.-д. мостов, ч. 1. Деревянные мосты, изд. Технич. управления НКПС, Киев 1921 г.
4. Скрябин И. Е., Примеры расчета элементов деревянных мостов, ч. 1, ОГИЗ Гострансиздат,М. 1931 г.
Фиг. 38. Поперечный разрез фермы к фиг. 36
Проф. Е. Е, ГИБШМАН
XII. МОСТЫ МАЛЫХ И СРЕДНИХ ПРОЛЕТОВ
1. Общие сведения о мостах
1 Основные понятия
а Общие сведения
Дорога на своем пути встречает препятствия в виде ручьев, рек, оврагов, суходолов и др., для перевода через которые и сохранения непрерывности пути устраивают искусственные сооружения м осты или трубы.
Трубы являются простейшими искусственными сооружениями и прокладываются в местах, где под полотном дороги необходимо пропустить незначительное количество воды. Отличительной особенностью трубы является засыпка ее насыпью фиг. 1.
1 Подробности выполнения эстакады и расчет конструкций см. Bauingenieur, 1921 г., стр. 463, а также статью Сложные системы плоскостных деревянных конструкций в приложении их к мостостргению больших пролетов.
В тех случаях, когда количество притекающей воды значительно, прибегают к устройству моста фиг. 2 и 3.
Всякий мост состоит из пролетных строений, поддерживающих ездовое полотно, и опор, передающих опорные давления пролетных строений на грунт.
756
Е.Е. ГИБШМАН
Если у моста только две опоры по концам, мост называют однопролетным фиг. 2, при наличии же промежуточных опор ибогопролетным фиг. 3. Крайние опоры, расположенные в местах сопряжения моста с насыпями, называют устоями, промежуточные опоры быками.
Отверстием моста называют: в однопролетных мостах расстояние для пропуска воды между внутренними гранями устоев, в многопролетных мостах сумму расстояний между отдельными опорами 2Л0.
НасЬть Пролетное'строение Устой -■ rZZ ,ттт
и Отверстие'
РасчетнЫй пропетА 'Фиг. 2. Схема однопролетного моста
Высотой моста Н.х называют расстояние от поверхности проезда на мосту до поверхности нижележащей дороги или до горизонта меженнихвод г. м. в. реки фиг. 2. Расстояние Я от низа пролетных строений до горизонта самых высоких вод г. с. в. в. реки или до расчетного судоходного горизонта определяется безопасностью пропуска высокой воды или же требованиями судоходства.
Hacbrnb
JS
Пролетные строения Устой
и
Фиг. 3. Схема многопролетного моста с ездой поверху
Строительной высотой моста называют расстояние h от поверхности ездового полотна на мосту до низа пролетного строения.
б Классификация
В зависимости от положения проезжей части различают:
1 мосты с евдой поверху проезжая часть расположена по верху пролетных строений фиг. 2 и 3;
2 мосты с ездой понизу проезжая часть расположена по низу пролетных строений фиг. 4;
3 мосты с ездой посредине проезжая часть расположена в пределах высоты пролетных строений.
В зависимости от рода обращающейся по мосту нагрузки различают:
1 мосты под железную дорогу;
2 мосты под автогужевую дорогу;
3 пешеходные мосты;
4 мосты для пропуска трубопроводов акведуки или каналов мосты-каналы;
5 мосты совмещенного назначения.
В зависимости от условий устройства и конструктивных особенностей мосты могут быть разделены на следующие основные типы:
1 мосты обычного типа высокого уровня;
2 разводные мосты;
Фиг. 4. Схема пролетного строения с ездой понизу
3 трансбордеры, или мостовые паромы;
4 наплавные мосты.
Кроме того мосты могут быть подразделены на:
1 собственно мосты;
2 путепроводы;
3 виадуки;
4 эстакады.
Мостами обычного типа или мостами высокого уровня называют мосты, переводящие дорогу через реку настолько возвышенно, чтобы не препятствовать судоходству или сплаву фиг. 3 и 5. Поэтому особенностью мостов этого типа является возвышение низа пролетных строений над горизонтом самых высоких вод на величину Н фиг. 3, равную или большую величине судоходного габарита для данной реки. В случаях отсутствия на реке судоходства или сплава леса величина Н определяется безопасностью пропуска под мостом высоких вод обычно Н 0,25 0,5 ж.
Разводными мостами называют мосты пониженного типа, в которых низ пролетных строений опущен настолько близко к воде, что препятствует судоходству. В этом случае для пропуска судов делают разводной пролет фиг. 6.
Особенностью разводных мостов кроме сложности и высокой стоимости конструкции является неизбежность перерывов в движении как по мосту при разведенном пролете, так и по реке при закрытии разводного пролета.
Трансбордеры, или мостовые паромы, устраиваются при необходимости пересечения широкого водного пространства дорогой со слабым движением. Трансбордер состоит из легкой конструкции, перекрывающей водное препятствие, поддерживающей движущуюся между берегами подвесную платформу, служащую для перевозки грузов. Трансбордеры обычно выполняются из металла.
Наплавные мосты на пловучих опорах из плотов, баржей, понтонов и пр. применяют при пересечениях широких и многоводных рек в тех случаях, когда устройство моста на постоянных опорах слишком дорого и не оправдывается предполагаемым грузооборотом помосту.
Акведуки сооружения, служащие для перевода трубопровода водо-, нефте- или газопровода через какое-либо препятствие: реку, овраг, лощину и др.
Мосты-каналы устраиваются при пересечении судоходным каналом реки или иного препятствия. Мосты-каналы представляют собою весьма тяжелые сооружения, выполняемые из камня или железобетона, реже ив металла.
Путепроводы мосты, предназначенные для перевода одной дороги над другой пересечение в разных уровнях фиг. 7.
Виадуки устраиваются при пересечении дорогой глубоких лощин, суходолов и др. взау мен дорого стоящей высокой насыпи. Обычн применение виадука становится выгоднее насып при глубине пересекаемого препятствия бол 25 30 м.
Эстакады мостовые конструкции, жащие для ведения дороги на некоторой в над поверхностью земли с тем, чтобы ниже, щее пространство могло быть использоваг поперечного проезда, расположения каки
МОСТЫ МАЛЫХ И СРЕДНИХ ПРОЛЕТОВ
757
Фиг. 5. Мост обычного типа высокого уровня
устройств, пропуска воды и т. п. Наиболее часто эстакады встречаются в промышленном транспорте, а также при пересечении широких речных пойм.
в Основные системы мостов
Различают мосты следующих систем: 1 балочные, 2 арочные, 3 висячие.
В балочных мостах пространство между опорами перекрывается горизонтальной балкой сплошной или сквозной ферма, работающей под действием вертикальной нагрузки на
j
ших
Фиг. в. Разводной мост
изгиб и передающей опорам только вертикальные опорные давления.
В арочных мостах пространство между опорами перекрывается изогнутым брусом аркой, упирающейся своими пятами в опоры. Под действием вертикальной нагрузки на опоры передаются наклонные давления, горизонтальные составляющие которых Я называют распором.
Как частный случай распорного моста может рассматриваться подносная система фиг. 8, широко применяемая в деревянных мостах.
Висячие мосты поддерживаются канатами кабелями или цепями, работающими на растяжение и передающими на опоры кроме вертикального давления также и горизонтальный распор, направленный внутрь пролета моста.
г Основные элементы пролетного строения
Конструкция, служащая для передачи давлений от проходящих по мосту грузов главным несущим элементам пролетного строения, называется проезжей частью.
Проезжая часть состоит из ездового полотна и системы поддерживающих его продольных и поперечных балок. По сторонам ездового полотна для прохода пешеходов устраивают тротуары.
Основные несущие элементы пролетного строения, перекрывающие пролет и поддерживающие проезжую часть, называют главными фермами фиг. 9.
Так как кроме вертикальной нагрузки на п олетное строение может действовать горизонтам
758
е: £. ГИБШМАН
ная ветровая нагрузка, а также горизонтальные толчки и усилия, вызванные проходом по мосту временной нагрузки, то для поперечной устойчивости главные фермы пролетных строений соединяются связями, которые принято называть ветровыми.
Прочность элементов сооружения выражается требованием, чтобы напряжения во всех элементах, сопряжениях и соединениях сооружения не превосходили допускаемых.
Устойчивостью сооружения называют способность его сохранять свою первоначальную
Фиг. 7. Путепровод над железной дорогой
Ветровые связи бывают горизонтальные продольные и вертикальные поперечные. Продольные связи обычно располагаются вдоль поясов главных ферм, поперечные связи в вертикальных плоскостях между главными фермами.
2 Основные требования, предъявляемые в мосту
Всякий мост, являясь ответственным дорожным сооружением, должен удовлетворять ряду требований эксплоатационного, технического, экономического и другого характера.
Эксплоатационные требования заключаются в том, что движение по мосту
должно быть удобным и безопасным. Для этого проезжая часть моста должна иметь достаточную ширину проезда и тротуаров, чтобы не вызывать задержек движения. Все сооружение должно иметь конструкцию, обеспечивающую достаточный срок службы и дающую возможность удобного осмотра и ремонта отдельных элементов.
Технические требования сводятся к необходимости обеспечения прочности, устойчивости и жесткости всего сооружения в цепом и отдельных его элементов.
форму и положение при действии внешних нагрузок.
Пролетное строение в целом должно быть устойчиво против опрокидывания ветром; сжатые элементы должны быть устойчивыми на продольный изгиб и т. д.
Продольные балки
Продольные детровыс
сдязи
Главная
ферма
'Главная
рерма
Лоне
Стойка 4Раскос ''Мспкний пояс Поперечные балШ
Фиг. 8. Схема подносного моста
Фиг. 9. Схема пролетного строения моста
Жесткость сооружения определяется условием, чтобы деформации его под действием нагрузок не превосходили известных пределов, выработанных практикой мостостроения.
Экономические требования заключаются в обеспечении наименьшей стоимости сооружения, слагающейся из стоимости постройки
МОСТЫ МАЛЫХ И СРЕДНИХ ПРОЛЕТОВ
759
и капитализированной стоимости содержания
и ремонта.
Полную капитализированную стоимость сооружения, приводимую к моменту постройки, можно выразить формулой:
к Ъ рЪ 0-. Г, , _ lr-l , 68-аЛ ,ч
,11 у L у1 у 1 у ’ ' '
где стоимость постройки моста строительная стоимость;
t расчетный срок службы моста; ркг ежегодная стоимость содержания и ремонта моста;
jвкх стоимость постройки нового моста черев t лет;
акг стоимость, которую сохранит старый мост к моменту перестройки через t лет; у процент роста капитала.
На основании данных для деревянных мостов могут приниматься следующие значения величин р, 0, а и t:
р 0,02 0,03; а 0,05 0,15; t 10 20 лет; 31.
Приводимая формула далеко не полно отражает весь комплекс экономических требований, предъявляемых к сооружению, и для социалистической формы хозяйства страдает условностью понятия о величине у.
Эстетические требования предъявляются к внешнему виду моста Как со стороны, так и при проезде по нему. Наиболее серьезные эстетические требования предъявляют к мостам, расположенным в городах и населенных центрах или вблизи них.
В Защита мостов от загнивания
Мероприятия, применяемые для предохранения деревянных мостов от загнивания, разделяются на:
а физические, заключающиеся в предохранении дерева от увлажнения атмосферными осадками;
б химические, заключающиеся в обработке дерева веществами, делающими древесину непригодной для питания бактерий.
а Физические меры борьбы с загниванием
Защита деревянных мостов от увлажнения атмосферными осадками может применяться как к отдельным частям сооружения частичная защита, так и ко всему сооружению в целом полная защита. При этом должна обеспечиваться надежная вентиляция конструкции для быстрого ее просыхания.
Частичная защита мостов достигается устройством продольного и поперечного уклонов проезжей части, обеспечивающих сток с нее воды. Величина уклонов зависит от типа одежды и может быть принята согласно следующим данным:
Тип одежды
1 Продольный уклон в
Поперечный уклон в
Дощатый настил Щебенка. Асфальт
1,0-2,0 2,0-2,5 0,5-3,0
1.5-2,0
2.5 3,0 1.0
Для стока воды в длинных мостах у тротуаров устраиваются лотки и трубки, отводящие воду под мост. Число и диаметр водоотводных трубок могут быть ориентировочно определены из расчета 1,5 2,0 см2 отверстия на каждый квадратный метр поверхности моста.
С точки зрения защиты от гниения наилучшим является верхнее покрытие проезжей части из асфальта, бетона и т. п. Дощатый настил и щебеночная одежда в этом отношении являются наихудшими и требуют обеспечения хорошей вентиляции нижележащей конструкции.
Предохранение прогонов, поясов ферм, стыков и т. п. от атмосферных осадков осуществляется устройством деревянных крышек, козырьков и навесов, а также обивкой конструкции кровельным железом с прокраской, толем, рубероидом и пр.
Полная защита мостов от атмосферных осадков достигается обшивкой их со всех сторон досками. В мостах с ездой понизу верхняя обшивка делается в виде двускатной крыши. Для вентиляции в боковой обшивке следует оставить окна или не доводить ее доверху.
Полная обшивка мостов значительно увеличивает срок их службы. Основным недостатком сплошной обшивки является увеличение собственного веса моста и площади, подверженной действию ветра.
Кроме упомянутых выше конструктивных мер следует применять окраску дерева газовой или древесной смолой, олифой с примесью охры, масляной краской. Окрашивать можно только сухое дерево.
б Химические меры борьбы с загниванием
Из антисептиков, применяемых для защиты дерева от загнивания, наиболее употребительны маслянистые: креозот и антраценовое масло карболинеум. Действие креозота на гнилостные бактерии наиболее радикально; кроме того он защищает древесину от повышения влажности, а также от интенсивного высыхания. Антраценовое масло обладает более слабыми антисептическими свойствами.
Обработка дерева антисептиками может производиться при помощи окраски, обмазки и опрыскивания или лучше путем пропитки дерева выдерживанием его в растворах антисептика.
Для пропитки элементов деревянных мостов можно рекомендовать применение способа горячих и холодных ванн г.
Способ пропитки дерева под давлением, дающий наилучшие результаты, требует однако весьма сложного специального оборудования и для мостов не применяется.
Применяемые в промышленном строительстве и для предохранения от загнивания телеграфных столбов антисептики, содержащие фтористый натрий, на деревянных мостах еще не были испытаны.
2. Основные данные для проектирования деревянных мостов
1 Определение генеральных размеров моета
Генеральными, или основными, размерами моста, обусловливающими его харак-
Си. стр. 853;
760
Е. Е. ГИБШМАП
герные особенности, являются: 1 отверстие
моста и величины отдельных пролетов в свету;
2 ширина проезда по мосту; 3 высота моста;
4 подмостовый габарит, т. е. расстояние от поверхности нижележащей дороги или судоходного горизонта до низа конструкции моста.
Отверстие моста определяется гидравлическим расчетом на пропуск воды при наивысшем ее горизонте.
Величина отверстий в свету отдельных пролетов моста может определяться как судоходными требованиями, так и условиями беспрепятственного пропуска под мостом ледохода.
При разбивке моста на пролеты необходимо учитывать экономические требования.
Стоимость многопролетного моста будет наименьшей при пролете 1шив, для которого стоимость одного пролетного строения беэ учета проезжей части равняется стоимости одной опоры.
Наивыгоднейший пролет может быть также определен по формуле:
1тив 2
где Vj затрата материала на одну промежуточную опору с ледорезом;
а коэфициент, входящий в формулу, определяющую вес главных ферм моста р al;
кг и к2 стоимость в деле единиц мате. риала пролетного строения и опоры.
2 Расчетные нагрузки
Расчетные нагрузки можно разделить на:
1 вертикальные и 2 горизонтальные.
Вертикальная временная нагрузка для автодорожных мостов ОСТ 4926 предусматривает шесть классов поездов1 грузовых автомобилей, а также нагрузку толпой.
Класс автомобильной нагрузки принимается в зависимости от технического класса дороги и обращающихся по ней нагрузок а.
1 Каждому классу нагрузки присвоено определенное обозначение, состоящее из буквы Н эн и цифры, указывающей общий вес одного ив основных грувовиков. Таким образом нагрузки НЮ; Н8; Н4; Н2,5 и Н1,5 составляются соответственно из ряда основных грувовиков весом в 10; 8; 6; 4; 2,5; 1,5 т. В каждом из классов на,грузок НЮ; Н8 и Н6 в продольном ряду автомобилей устанавливается один более тяжелый грузовик со сближенным расстоянием между ним и следующей 8а ним машиной.
Для облегчения расчетов вместо поезда грузовиков можно пользоваться эквивалентными нагрузками 8.
В случае загружения моста более чем двумя рядами грузовиков при расчете усилий в главных фермах и поперечных балках проезжей части нагрузка снижается:
при загрузке тремя рядами на 15 от нагрузки всех рядов;
при загрузке четырьмя рядами на 25 от нагрузки всех рядов.
Горизонтальной нагрузкой является давление ветра на поверхность сооружения 4.
1 Поезд автомобилей представляет собой ряд грузовиков, следующих один за другим на определенном расстоянии.
См. т. II, стр. 668, табл. 252.
См. т. II, стр. 670, табл. 255а.
См. т. II, стр. 655.
В Габариты проезда
Габаритом проезда называют предельное очертание моста в поперечном разрезе, внутрь которого не могут вдаваться никакие части конструкции.
Согласно ОСТ 5265 установлено шесть классов габаритов, назначаемых в зависимости от интенсивности автогужевого и пешеходного движения, в соответствии с техническими классами дорог 6.
При габаритах Г1 и Г2 обязательно устройство тротуаров шириной при слабом и среднем пешеходном движении 0,75 м, при сильном 1,25 1,50 м.
4 Подмостовые габариты и судоходные требования
Подмостовыми габаритами называются очертания отверстий в мостах, служащих для пропуска судов и сплава. Эти отверстия ограничены снизу горизонтом воды, с боков опорами моста и сверху низом пролетного строения.
Судоходная сплавная часть моста должна располагаться над фарватером реки и по возможности так, чтобы опоры моста не стесняли движения судов по водотоку. Количество, величина и возвышение судоходных пролетов определяются
согласно 6432. В зависимости от условий
судоходства и сплава и от многоводности все реки разделяются на ряд категорий; данные о подмостовых габаритах рек различной категории приводятся в табл. 1.
Расчетный судоходный горизонт представляет собою наивысший горизонт реки в судоходный период и обычно несколько ниже отметки горизонта самых высоких вод. Отметка расчетного горизонта определяется на основании водомерных наблюдений в районе расположения проектируемого моста.
Пролеты несудоходных и несплавных рек внекатегорных, а также несудоходные пролеты судоходных рек назначаются по экономическим соображениям с учетом режима реки в отношении ледохода и протекания высоких вод. Возвышение низа ферм над расчетным горизонтом вод с учетом подпора принимается не менее 0,25 м, а над расчетным горизонтом ледохода не менее 0,75 м.
В путепроводах подмостовый габарит определяется габаритом приближения строений для путей или дороги, располагаемых снизу.
3. Балочные мосты
Балочные мосты являются простейшим типом деревянных мостов и применяются для перекрытия пролетов 6 8 м. Балочные мосты состоят из опор и пролетных строений в виде балок прогонов, перекрывающих расстояние между опорами. Поверх этих прогонов укладывается проезжая часть моста.
В зависимости от ширины пересекаемого водотока балочные мосты могут быть однопролетными или многопролетными.
Для мостов через широкие реки балочная система применяется редко.
1 Простейшие балочные мосты
Простейший балочный мостик небольшого пролета под легкую нагрузку представлен на фиг. 10.
в См. т. II, стр. 666.
Таблица 1
Подмоетовые габариты для постоянных и временных мостов на судоходных и сплавных реках
Длина пролета в свету в м
Протяжение повышенной части пролета в м
Высота отверстия над расчетным горизонтом в м
Минимальная
Разряды
рек
Род судоходства
Категория
при одном пролете
при двух пролетах
при одном пролете
при двух пролетах
по середине пролета
у опор
глубина при самом низком судоходном
пост.
врем.
пост.
врем.
пост.
врем.
пост.
врем.
пост.
врем.
пост.
врем.
горизонте см. 16
Сверх
магистрали
Морские и речные трехэтажные пароходы и теплоходы до 1 800 э. л. с.
Вне
категории
По осоГому согласованию ИКВода
Магистрали l-го разряда
Трехэтажные до 1 200 э. л. с. и двухэтажные до 600 8. л. с I
150
120
100
100-75
80-60
65-50
13
4
2,50
Магистрали 2-го разряда
Двухэтажные от 600 до 300 э. л. с.
II
120
100
80
50
80-60
65-50
50-40
25
10
9,5
3,5
3,5
1,50
Магистрали 3-го разряда
Двухэтажные и одноэтажные от 300 до 120 9. л. с.
III
80
50
50
30
40
25
25
15
9,5
6,5
2,5
1Л
1,00
Реки местного сообщения
Мелкосидящие суда и катера до 140 9.л. с. и сплавные суда IV
50
30
30
20
25
15
15
10
5
4
1,5
1,0
0,75
Сплавные
Сплав плотов.
V
20
16
20
16
10
8
10
8
4
3
1,0
1,0
Сплав россыпью
VI
16-9
9-6
16-9
9-6
8 4; 5
4,5-6
8-4,5
4,5 6
1
1,5
i
1,5
1,0
1,0-1,5
■
Примечания: 1. На реках I и II категорий с устойчивым уровнем протяжение повышенной части габарита принимается в 2з ширины отверстия понизу, т. е. на расчетном уравне, а при уровне с колебаниями более 4,00 м в а ширины.
2. На реках III, IV, У и VI категерий протяжение повышенной части установлено в г ширины отверстия кроме отверстий шириной 6 м, которые не должны иметь пониженных частей.
3. Ширина габаритов постоянных мостов на реках I и II категорий при двух судоходных пролетах в 120 и 100м может быть с согласия НКВода уменьшена до 00 и 80 м с соответствующим уменьшением протяжения и повышенных частей.
МОСТЫ МАЛЫХ И СРЕДНИХ ПРОЛЕТОВ
ш
Е. Е. ГИБШМАН
Каждая опора моста состоит из четырех стол бовстульев, зарытых в землю на глубину 2 2,5 м. Внизу стулья опираются на камни или деревянные лежни, служащие для распределейия давления на грунт. Сверху на стойки уложены насадки, связывающие стойки в поперечном направлении и елужащие для поддержания концов прогонов. Для лучшего укрепления насадок на верхних концах стоек нарезаны шипы, входящие в гнезда, сделанные в насадках.
с перилами Поперечины имеют длину около половины ширины моста и уложены комлями к середине, отрубами к краям проезжей части для придания дощатому настилу поперечного уклона, обеспечивающего сток дождевой воды.
Прогоны моста двухъярусные. Для обеспечения поперечной устойчивости прогонов и жесткой связи между ними поставлены анкера из тонких бревен d 18 см, врубленные в прогоны и- связывающие их по три.
Фиг. 10. Конструкция простейшего балочного мостика
На насадки опираются прогоны, размещаемые обычно над стойками опор. Низ прогонов должен возвышаться над горизонтом высоких вод не менее чем на 0,3 0,5 м. Поверх прогонов укладывается сплошной настил из наката, покрытого сверху слоем смазки из мятой глины с песком, предохраняющим накат от гниения. Поверх этой смавки устроена засыцка из щебня, гравия или песка. Засыпка ограждена с обеих сторон колесоотбойными бревнами, прикрепленными к настилу
Каждая опора моста состоит ив пяти свай, связанных насадками. Вследствие большой ширины моста насадки разделены на две части и связывают по три сваи.
Заборные стенки, поддерживающие насыпь нижней своей части, опираются на коренные сваи, в верхней же части на специально забитые свайки диаметром 20 см. Для улучшения сопряжения дороги с мостом и предотвращения выбоин и просадок при въезде на мост по обоим концам
Г
I P'S
1£г У 'f 1 Т
k too 4. чао 4
I :l tf-26; : 2221
w
Фиг. 11. Конструкция однопролетного балочного моста малого пролета
и прогонам железными нагелями. Бревна эти одновременно служат для укрепления и прижатия наката и называются также прижимами. Концы прижимов на берегах врублены в прижимные тумбы, или надолбы, служащие также для обозначения ширины проезда на мосту.
Насыпь, примыкающая к мосту, поддерживается заборными стенками из наката, уложенного сзади стульев.
Однопролетный балочный мостик небольшого пролета, но под более интенсивную нагрузку приведен на фиг. 11.
Проезжая часть его состоит из двойного дощатого настила, уложенного по поперечинам. Нижний настил укладывается с зазорами, обеспечивающими вентиляцию досок. По бокам проезжая часть ограничена колесоотбойными бревнами
его поверхность земляного полотна укреплена щитами из пластин, распределяющими давление, передаваемое колесами автомобилей на большую площадь поверхности земляного полотна. Щитам придается уклон около 4 в сторону от моста для стока с них воды.
2 Многопролетные балочные мосты
Многопролетныё балочные мосты по своей конструкции аналогичны однопролетным. Отличительной особенностью их является лишь устройство опор и стыков прогонов. Пример конструкции балочного моста с небольшими пролетами по 3,25 м приведен на фиг. 12. Проезжая часть моста состоит из двойного продольного дощатого настила, уложенного по поперечинам. Попере
МОСТЫ МАЛЫХ И СРЕДНИХ ПРОЛЕТОВ
чины опираются на одноярусные прогоны И8 бревен длиною по 6,5 м. Прогоны опираются на свайные опоры через подбалки. Подбалки, связанные с прогонами болтами, служат для усиления прогонов при работе их на изгиб и для поддержания стыков прогонов.
Продольный разрез
Фасад
3 4 м сваи необходимо связывать между собою в поперечном направлении горизонтальными и диагональными схватками из пластин или тонких бревен. При высоте опор более 5 6 м для увеличения поперечной жесткости моста устраиваются специальные подкосы-укосины, упирающиеся
npmnmm разрез
,114
1-1,5
Фасао
Гиг. 12. Конструкция многопролетного балочного моста Фиг. 13. Конструкция многопролетного балочного моста
с пролетами по 3,25 At
с пролетами по 4,0 м
Стыки прогонов располагаются над сваями через один пролет.
Сопряжение с насыпью осуществлено в виде конуса с уклоном 1:1, мощеного одиночной мостовой. Верхняя часть насыпи поддерживается заборной стенкой, опирающейся на короткие сваи, забитые на глубину не менее 1,5 м. Для предотвращения просадок дороги при въезде на мост под песчаным слоем устроены деревянные щиты.
Проезжая часть ограничивается отбойными брусьями, уложенными с просветами по 20 см для стока воды. По бокам проезжей части устроены перила.
Конструкция многопролетного балочного моста с пролетами по 4,0 м приведена на фиг. 13. Здесь прогоны имеют двухъярусное сечение. Стыки прогонов устроены над каждой опорой и поддерживаются подбалками. Поперечная жесткость и устойчивость прогонов обеспечиваются постановкой анкеров.
Типовые поперечные сечения балочных мостов для различных габаритов проезда приведены на фиг. 14.
При небольшой высоте моста опоры могут не иметь поперечных скреплений. При высоте более
■ о ' ' - п ОТ у
Uftj Ш8 1 200-
Фиг. 14. Типовые поперечные сечения балочных мостов
Носадко
Штырь р 19
л
С
Ф
cl
e®
,6о
з1
ггг
я
О Г f
Ш
100
Фиг. 15. Простейшая рамная опора
Поперечной разрез
Фиг. 17. Балочный мост с одноярусными прогонами
МОСТЫ МАЛЫХ И СРЕДНИХ ПРОЛЕТОВ
765
нижними концами в дополнительные откосные сваи.
При скалистом или каменистом грунте взамен свайных опор устраивают опоры рамного типа, опирающиеся на лежни, непосредственно укладываемые на грунт фиг. 15.
8 Балочные моста с составными прогонами
Для перекрытия пролетов более 8 м иногда применяются мосты с составными прогонами на шпонках или колодках.
Соединение шпонками вследствие усушки их постепенно ослабляется и требует подбивки шпонок и подтяжки болтов. Целесообразнее поэтому применение колодок, которые располагаются волокнами вдоль балки, вследствие чего усушка их происходит в тех же условиях, что и усушка соединяемых бревен, и прогоны меньше расстраиваются с течением времени, чем шпоночные.
Механизация процессов изготовления и сборки облегчается в балочных мостах американского типа. Особенностями таких мостов являются: применение в основном пиленого леса, упрощение конструкции и устройство асфальтобетонного полотна проезжей части.
Пример моста американского типа с пролетами по 4 м приведен на фиг. 18.
Прогоны моста брусчатые, уложены непосредственно по брусчатым же насадкам на расстоянии 0,5 м друг от друга и прикреплены к насадкам гвоздями. Для придания ездовому полотну поперечного уклона под прогоны поверх насадок положены клиновидные подкладки.
Для обеспечения надлежащего положения прогонов между ними поставлены короткие распорные брусочки, пришитые к насадке гвоздями. Стыки прогонов устроены на опорах внахлестку.
Проезжая часть моста состоит из сплошного по’ перечного настила из брусков сечением 10 х 10 см
боковой fad
В качестве примера балочного моста в прогонами на колодках на фиг. 16 приведена конструкция деревянного путепровода через железнодорожные пути 6 пролетами 10,0 и 5,75 л.
4 Балочные мосты с одноярусными прогонами
В целях уменьшения строительной высоты балочных мостов и сокращения количества болтов и скреплений применяют одноярусные прогоны.
Особенностью конструкции таких мостов является большое число прогонов в виде ряда бревен, располагаемых непосредственно по насадкам.
Конструкция моста с одноярусными прогонами I 6 м приведена на фиг. 17. Пролеты перекрыты одиночными прогонами, опирающимися концами через подбалки на насадки. В поперечном направлении прогоны расположены на расстоянии 0,53 м друг от друга и связаны между собой анкерами. Ввиду того что прогоны опираются на насадки не только над сваями, в рассматриваемой конструкции насадка работает не только на смятие, но и на изгиб.
Проезжая часть моста состоит из сплошного ряда пластин сечением 20 : 2 см, уложенных непосредственно поверх прогонов и покрытых в пределах ширины проездЭ продольным настилом из досок 24 X 6 см.
Преимуществами мостов с одноярусными прогонами кроме указанных выше являются также упрощение конструкции моста и облегчение процесса укладки прогонов при сборке моста.
пришитых к прогонам и связанных между собою горизонтальными гвоздями; бруски покрыты слоем асфальтобетона толщиной 4 см.
Насадки укрепляются на сваях помощью за остренных железных штырей, забиваемых через насадки в торцы свай.
Сопряжение моста с берегом устроено в виде заборной стенки с откосными крыльями.
Изготовление элементов мостов американского типа целесообразно производить на заводах или стройдворах; монтаж мостов на месте должен быть обеспечен элементарным механическим оборудованием.
Применение балочных мостов американского типа позволяет упростить и ускорить процесс постройки сравнительно с балочными мостами других типов.
Для мостов американского типа желательно применять древесину, пропитанную антисептиком креозот и т. п.
б Расчет балочных мостов
Расчет проезжей части
Расчет настила. Верхний настил проезжей части обычно не рассчитывается, и толщина его назначается по условиям износа от 5 до 7 см. Нижний настил рассчитывается на изгиб как балка с пролетом I, определяемым формулой:
Ь 3
766
Е. Е. ГИБШМАН
где 10 расстояние в свету между поперечинами;
h толщина досок нижнего настила.
Величина I не должна превышать расстояния между осями поперечин.
Давление Р от колеса экипажа считают распределенным: в случае продольного настила при ширинах обода 40, 30 и 20 см соответственно на 3, 2,5 и 2 доски нижнего настила; в случае же перекрещивающихся настилов поровну на 2 доски нижнего настила.
При устройстве щебеночной одежды давление колеса считается распределенным через толщину засыпки под углом 45.
Расчет поперечин. Поперечины рассчитываются как свободно лежащие балки с пролетом, равным расстоянию между прогонами.
Если стыки досок настила, уложенного по поперечинам, расположены вразбежку, то при определении давления на поперечину от сосредоточенных грузов можно учитывать упругое распределение нагрузки.
Коэфициент упругой передачи нагрузки определяют по формуле:
4
где с расстояние между осями поперечин;
‘1Х расстояние между осями прогонов пролет поперечин;
It момент инерции поперечин;
I, момент инерции досок нижнего настила, воспринимающих давление Р.
Если значение К 18, то давление от сосредоточенного груза передается на три поперечины, причем на среднюю поперечину передается давление:
р'тШр- 5
остальная же часть давления Р передается поровну двум соседним поперечинам.
При V, К 0,055 давление распределяется на 5 поперечин; расчетное давление на наиболее нагруженную поперечину:
р _ 1 18ктк р 1 ь зьктк
6
При К ; 0,055 давление передается на 7 поперечин и расчетное давление:
1 72К 131 К 26КЗ
196К 193К2 4- 26J5CS
Р.
7
Наибольший изгибающий момент в поперечине от постоянной и временной нагрузок:
М.
_ Pit , max 8
Pi
-1
8
где а ширина досок нижнего настила, передающих давление Р на поперечину фиг. 19.
Расчет прогонов. Для определения наибольших усилий в прогонах моста необходимо установить грузовики в невыгоднейшем положении как вдоль, так и поперек моста. Для этого цервоначально необходимо произвести невыгоднейшую поперечную установку нагрузки и определить коэфициент поперечной передачи для наиболее нагруженного прогона.
Обычно наиболее нагруженным является один ив средних прогонов. Давление от одного ряда
автомобильных осей фиг. 20 на рассматриваемые прогоны без учета неразрезности поперечин:
4т1 - 9
Коэфициент поперечной передачи:
Н1 ' в
Коэфициент передачи одинаков как для передних, так и для задних осей автомобиля.
Определив наиболее опасную поперечную установку, необходимо найти невыгоднейшую продольную установку.
Фиг. 19. К расчету поперечины
Фиг. 20. Определение коэфициента nose речной передачи
Для небольших балочных мостов наиболее опасным оказывается обычно расположение самой тяжелой оси над серединой пролета прогона.
В случае же, если расстояние В мезкду соседними грузами мало по сравнению с пролетом L для двух равных грузов при В 0.6Z,, может оказаться более опасной вагрузка прогона двумя грузами по Винклеру так, чтобы середина пролета прогона совпала с серединой расстояния
Pi
L
г-12
t и4 r i
J
Фиг. 21. Загрузка прогона по Винклеру
Фиг. 22. Расчетная схема прогона на подбалках
между равнодействующей обоих грузов В ш ближайшим к ней грузом Р фиг. 21. Максимальный момент возникает тогда под грузом Pt и равняется:
А _ у
U Lt и
R
где
В Рх Pri р2в
Pi Pa'
Расчет прогонов на подбалках. Полагая, что нагруженный временной нагрузкой прогон имеет опорные точки в пределах длины подбалки, соседние же ненагруженные пролеты опираются на концы подбалок, ив условия равновесия подбалок фиг. £2 получим:
откуда:
ai pi
р 1р
а,
12
МОСТЫ МАЛЫХ И СРЕДНИХ ПРОЛЕТОВ
767
где р погонная постоянная нагрузка прогона; Р расчетный сосредоточенный груз; а половина длины под балки; ах расстояние от оси сваи до точки опоры нагруженного пролета прогона.
Расчетный пролет прогона:
I j I 2ах.
Наибольший изгибающий момент в прогоне: от постоянной и временной нагруэок:
Коэфициент устойчивости:
м,
опр
17
13
Наибольший изгибающий момент в под балке:
pfa.
подб 9 14
Расчет свайных опор на ветер. Расчет моста на действие ветровой нагрузки заключается в проверке устойчивости его на опро-
Необходимо, чтобы коэфициент устойчивости к 1,4-
Укосины свайных опор рассчитываются в предположении, что на них полностью передается горизонтальная ветровая нагрузка с одного пролета моста.
Усилие S в укосине получаем из условия равенства моментов относительно точки а фиг. 24, т. е.
W1H1 W2H2 W3H3 Sz, 48
где
_ s
z Усилие в укосине: S
Vc2 h
О
Zwh
19
rV
4. Мосты подкосных систем
■
Мосты подносной системы применяются для перекрытия пролетов более 6 8 м. В зависимости от величины пролетов подкосные мосты могут
у Простое системаi
Фиг. 23. Расчет моста на опрокидывание
yf 1Рёелй
1-600-1200 Н Комбинированные системы
-500-800 -Лом00-1600-
-o1400-t60H
СлткнЫе комбинированные системШ
э
-.До 1500-1800-
Ао 2000
-Ао 2000
и:
Apowo-podkocHbte системы
Фиг. 24. Расчет укосины
'ж 4
Т 40 2000-2500 Г 2000-2500 -Г
Фиг. 25. Основные системы автодорожных подкосных мостов
кидывание и в расчете элементов, обеспечивающих его горизонтальную жесткость.
Благодаря большой ширине автодорожных мостов поверка их н5 опрокидывание обычно не нужна и должна производиться лишь для узких пли очень высоких мостов. Опрокидывающий момент фиг. 23:
Ммр иу W2H3 WZHZ, 15
где Wlt W2 и W3 ветровые давления на перила, прогоны с проезжей частью и свайные опоры;
Ях, Я2 и Я8 соответственно плечи этих давлений.
Обозначая через Q вес одного пролета моста, олучим удерживающий момент сопротивление спвай выдергиванию не. учитывается:
16
иметь более или менее сложную схему с одной или несколькими парами подкосов в каждом пролете-
В настоящее время автодорожные мосты подкосной системы применяются для перекрытия пролетов до 20 м и более.
Различают кроме простейшей подносной системы по фиг. 25, в следующие подкосные системы фиг. 25:
1 трапецоидально-подкосная 25, а
2 ригельно-подкосная фиг. 25, б;
3 комбинированные подкосные фиг. 25, г, dt е, otc, а;
4 арочно-подкосные фиг. 25, и, к.
1 Мосты трапецоидалъно-подкосной системы
а Конструкция
Мосты трапецоидально-подкосной системы являются простейшим типом подкосных мостов под
76S
Е. Е. ГИБШМАН
автодорожную нагрузку для пролетов от 6 до 10 м.
Прогоны поддерживаются подкосами, упирающимися своими нижними концами в сваи, верхними же в подбалки фиг. 26.
Длина подбалок принимается равной 0,4 0,5 I, угол наклона подкосов к горизонту близким к 45. Под действием вертикальной нагрузки прогоны работают на изгиб и передают свое давление через подкосы и сваи; при этом давление, приложенное в вершине подкоса, вызывает в подбалке растягивающее усилие Я, в подкосе же сжимающее D. В нижнем конце подкоса передаваемое им усилие D разлагается на вертикальную реакцию V и горизонтальную Я, называемую распором. Распор вызывает горизонтальный изгиб свайных опор.
При тяжелой нагрузке или большой высоте опор может оказаться необходимой постановка специальной затяжки, воспринимающей на себя действие распора.
f fQ4-0,5M
I I Фиг. 26. Схема траттепоидально-подкосного моста
Мост трапецоидально-подкосной системы с пролетами по 8,5 м под автогужевую нагрузку Н8 при габарите Г2 приведен на фиг. 27. Мост имеет двухъярусные прогоны, поперечная устойчивость которых обеспечивается анкерами и сжимными брусьями. Проезжая часть состоит из двойного дощатого настила, уложенного по поперечинам.
Примыкание подкосов к подбалкам и сваям осуществлено помощью врубки зубьями фиг. 27, вариант 1. При более тяжелой нагрузке сопряжение подкосов со сваей лучше делать помощью деревянных губчатых коротышей, притянутых к свае болтами фиг. 27, вариант 2. Сваи опор должны быть забиты в грунт на глубину не менее 3 4 м. В случае большой высоты опор сваи приходится наращивать. Стык делают на высоте около 0,5 м от горизонта меженних вод и укрепляют его металлическими хомутами и горизонтальными поперечными схватками.
б Расчет
Прогоны мостов трапецоидально-подкосной системы принято рассчитывать как двухконсольную балку, свободно лежащую на опорах С и D фиг. 28, причем длина консолей определяется расстоянием а стыков от опор С и D. Прогоны будут работать как двухконсольная балка лишь до тех пор, пока нагрузка находится на участке CD; при переходе же грузов на участок АС или DB консоли а прижмутся к подбалкам.
На фиг. 28 приведены линии влияния усилий в элементах трапецоидально-подкосного моста.
Изгибающий момент Мг в середине пролета прогона определяется как для простой двухконсольной балки.
МОСТЫ МАЛЫХ И СРЕДНИХ ПРОЛЕТОВ
769
Изгибающий момент М2 в подбалке определяется, как для простой балки пролетом а или как для двухпролетной неразрезной балки см. справа линию влияния М'2.
1
2
С
к
_
ilggfl
sma
yjllTTTT1
ж
,v
-.j-tш s'
“Hi
ма
0,20640
PPP
Фиг. 28. К расчету трапецоидально-подкосных мостов
Кроме изгибающего момента от непосредственно приложенной вертикальной нагрузки на под-
балку действуют продольное усилие Н и дополнительный момент'от эксцентричного приложения этого усилия в месте примыкания подкоса.
Давление на насадку и верхнюю часть стойки S определяют, рассматрикая подбалку как разрезную линия влияния S или же как двухпролетную неразрезную балку линия влияния S'.
Линия влияния давления V на сваю имеет вид трапеции.
Линия влияния распора имеет тот же вид, что и линия влияния усилия Н в подбалке.
Фиг. 29. Расчетная схема ригельно-подкосного моста
2 Мосты ригельно-подкосной системы
а Конструкция
Ригельно-подкосная система применяется для автодорожных мостов пролетом от 8 до 12 л и даже до 15 м. Для мостов под тяжелую нагрузку например под железную дорогу ригельно-подкосная система вследствие недостаточной жесткости вообще не применяется.
В средней части прогоны поддерживаются дополнительным горизонтальным элементом ригелем, подпертым с обоих концов подкосами фиг. 29. При действии на ригельно-подкосную ферму вертикальной нагрузки прогоны работают на изгиб, опираясь на нижележащую конструкцию в точках А, В, С и D. Для устойчивости и жесткости ригельно-подкосных мостов аеобходимо делать прогоны неразревными, сты
куя их только над свайными опорами; в пределах ригеля стыков делать не рекомендуетсяг.
Длина средней панели, равная длине ригеля А0, обычно принимается равной:
■ i1
Высоту ферм h выбирают так, чтобы пяты подкосов были выше горизонта самых высоких вод не менее чем на 0,3 л и чтобы угол а наклона подкосов к горизонту был во всяком случае не мене'е 30. Так как наклон раскосов зависит также и от относительной длины ригеля, то при разбивке панелей А0 и следует учитывать получающийся наклон подкосов.
Желательно иметь угол а а: 45, высоту же h 0,25 0,35 1.
Сопряжение подкосов с ригелем может конструироваться различно. Обычно подкосы непосредственно упираются в торцы ригеля, причем опорная площадка располагается по биссектрисе угла или ортогонально к подкосу. Против бокового сдвига сопряжение укрепляется скобами, металлическими накладками, деревянными схватками и другими креплениями фиг. 30.
Сопряжение нижних концов со сваями устраивается так же, как и в мостах трапецоидальноподкосной системы.
Ригельно-подкосные мосты передают распор свайным опорам, вызывая работу их на горизонтальный изгиб. Поэтому в мостах большой высоты приходится ставить двухрядные опоры на колодках или с решетчатым заполнением.
б Расчет
Расчет ригельно-подкосных моетов проводится в следующих предположениях: прогон пред полагается разрезанным на опорах А и В и неразрезным на участке ACDB; подкосы шарнирно примыкающими в точках С и D фиг. 29.
Прогон, подпертый в точках А, С, D и В, можно тогда рассматривать как трехпролетную неразрезную балку с упругими опорами С и D. Давления в узлах С и D при любых положениях нагрузки между собой равны. Действительно, если бы давление в узел С было больше, чем в D, то благодаря наличию ригеля узел С стал бы опускаться, а у ее л D подниматься фиг. 29; деформация продолжалась бы до тех пор, пока давления в узлах С и D не сравнялись.
Величины давлений-в узлах С и D при движении по мосту груза определяются по формулам при положении груза Р в крайней панели на расетоянии а от узла А:
h 1 fe2-i
2 3m Г
Потайной
Ц
к
20
уМеталлич, накладке
Металлическая подкладка
Поперечм. латка
Фиг. 30. Способы сопряжения подкоса с ригелем
1 Над серединой ригеля стык прогонов теоретически допустим, но на практике не применяется.
770
Е. Е. ГИБШМАН
где
и
До
- X
г. _ “1 к
При положении грува Р в средней панели на расстоянии Oj от уела С:
21
где
JL Al “ Д0 '
По ф-лам 20 и 21 могут быть вычислены ординаты линий влияния давлений С и D. Для наиболее употребительных соотношений между длинами панелей т эти ординаты приведены в табл. 2.
Таблица 2
Ординаты линий влияния давления в увлах С и Б
-5
И
г
При m 1
„ 4
При m -5-
О
При m 2
0
Груз Р 1 0
в панели 1 0
0
0,1
0,0599
0,0583
0,0562
0,2
0,1192
0,1160
0,1120
0,3
0,1773
0,2336
0,1728
0,1671
0,4
0,2280
0,2210
0,5
0,2875
0,3384
0,2812
0,2734
0,6
0,3320
0,3240
0,7
0.385Т
0,3797
0,3723
о,а
0,4288
0,4240
0,4180
0,9
0,4671
0,4642
0,4607
1,0
0,5000
0,5000
0,5000
0,1
Груз Р 1 0,5270
в панели 2 0,5400
0,5675
0,2
0,5480
0,5711
0,6200
0,3
0,5630
0,5933
0,6575
0,4
0,5720
0,6067
0,6800
0,6875
0,5
0,5750
0,6111
Вид линии влияния давлений С D приведен на фиг. 31. Площадь линии влияния давления С определяется формулой:
1 l'nt 1. lms 1 т L 2 4 2 3m J ’
Эта формула дает:
при т 1:
22
при m Y при т 2:
оз 1,1 0.3667Z;
О 1,307;. 0.3920Z; со l,781Ai 0,4453.
С помощью линии влияния давления С могут быть определены усилия во всех элементах моста. Усилие в подкосе;
Усилие в ригеле:
D lL
н
tg а
23
24
Усилие в верхней части стойки S получается суммированием давлений, передаваемых конпами примыкающих в точке В прогонов:
В В0 С,
где В0 давление в точке В от прогонов, рассматриваемых как простые балки пролетом I. Соответствующие линии влияния приведены на фиг. 31.
1И1
iliiiiBir'
Фиг. 31. Линии влияния усилий для ригельно-подкосного моста
Изгибающий момент в любом сечении прогона на участке Ai:
Мх М0-Сх, 25
где х расстояние рассматриваемого сечения от левой опоры;
М о изгибающий момент в сечении простой балки пролетом I. Расстояние х1 от точки А до сечения прогона, в котором изгибающий момент от временной нагрузки имеет максимум, определяется следующими данными: при т 1:
при т 2
к 0,609; к 0,659,
Изгибающий момент М в среднем сечении прогона:
М1 М0 СЯ1г
где М0 изгибающий момент в среднем сечении простой балки пролетом I.
Линия влияния давления на нижнюю часть стойки на опору имеет простое треугольное очертание фиг. 31. Кроме вертикального давления на опору при загрузке одного пролета может действовать также горизонтальный распор, величина которого равна усилию Н в ригеле.
3 Мосты комбинированных подносных систем
а Конструкция
Мосты комбинированных подкосных систем представляют собой сочетание простых подкосных
МОСТЫ МАЛЫХ И СРЕДНИХ ПРОЛЕТОВ
771
систем трапецоидально-подкосной и ригель но-подносной. Иэ различных комбинирован
ных подносных систем, приведенных на фиг. 25, наиболее часто применяется система, приведенная яа фиг. 25, е и фиг. 32, позволяющая перекрывать пролеты от 10 до 15 18 м.
Учитывая особенности ригельно-подкоеной системы, в моетах рассматриваемого типа прогоны следует делать неразрезными на длине А В, стыкуя их лишь в пределах подбалок.
Соотношение длин средних панелей А0 и Я2 принимают таким же, как и в ригельно-подковных мостах; длину крайних панелей принимают обычно Аа 1,0 l.SjAj.
Высоту ферм и разбивку на панели следует производить так, чтобы наклон подкоеов был а 30; 5 60 На фиг. 33 представлен моет подкосной системы под нагрузку Н8 при габарите Г4 с пролетами по 16 м на широких решетчатых опорах. В поперечном еечении моет имеет четыре двухъярусных прогона, расположенных на расстоянии 1,6 м один от другого. Брогоны укреплены сжимами и анкерами. Сжимы расположены
Е А С
DBF
Фиг. 32. Схема комбинированного подносного моста
около опор моста и своими нижними и верхними концами для большей жесткости прикреплены помощью болтов к насадкам и поперечинам. Стыки прогонов расположены над подбалками около меет примыкания к ним коротких подкосов.
Подкосы моета нижними своими концами упираются в специальные вертикальные подушкикоротыши, укрепленные к сваям с помощью зубьев и болтов.
Короткий подков ввоим верхним концом врублен двойным эубом в подбалку; длинный подкое упирается торцом в ригель. Все сопряжения усилены железными скобами. Во избежание провеса и дрожаний длинных подкоеов при проходе по мосту временной нагрузки установлены подвески. В местах примыкания подвесок к подкосам поставлены также горизонтальные поперечные схватки.
Ввиду того что при загружении временной нагрузкой одного пролета моета подкосы передают опорам значительный горизонтальный распор, в данной конструкции устроены широкие опоры е решетчатым заполнением.
Сваи опор связаны между собой в поперечном направлении диагональными и горизонтальными схватками, а в направлении фасада горизо нтальными схватками и распорными крестами.
Стыки свай, расположенные непосредственно над горизонтом меженних вод, еделаны вполДерева и укреплены металлическими хомутами и схватками.
Для обеспечения продольной жесткости прогоны в концах моста поддерживаются двумя Радами свай, связанных между собой подкосами ,а схватками.
11.Q9I _ аанёндН
772
Е. Е. ГИБШМАН
б Расчет
Комбинированные подносные системы при расчете рассматривают как составленные ив ряда простых подкосных систем и пользуются методами и приемами, описанными выше в расчете трапецоидально- и ригельно-подкосных систем.
Для примера на фиг. 34 приведены линии влияния усилий в элементах комбинированной подкосной системы. Прогон принимается разрезанным в узлах А и В и нераэревным на протяжении
Cfctga-ctgp
I
Фиг. 34. Линии влияния усилий для комбинированного подносного моста
А В. Давление, передаваемое прогонам в узлах С и D, определяется как для простой ригельноподкосной системы. Давление, передаваемое прогонам в уэле А:
А А0 С.
Разложением давления А получаем усилия в коротком раскосе Див подбалкё:
R
sin р ’ ' tg ft ’
где р угол наклона короткого подкоса к горизонту. Усилие S в верхней части опор определяется в предположении равреэности прогона в узлах BEAV
Линия влияния усилия V в нижней части опоры имеет трэиецоидальное очертание.
Горизонтальный распор от действия усилий в подкосах на опору:
D сова В. cos р
А0 ctg р С ctg а ctg р. 27
Линия влияния распора Н получается поэтому фиг. 34 суммированием треугольной линии с ординатами А о ctg р и параболического сегмента с ординатами С ctg а ctg Р. Линии влияния изгибающих моментов и Мх в сечениях прогона по середине ригеля и в пределах панели определяются так же, как в простой ригельноподкосной системе.
В пределах панели Аа изгибающий момент М2 обычно определяется в предположении разрезности прогона.
4 Мосты арочно-подкосной системы а Конструкция
Арочно-подкоеная система фиг. 25, и, к применяется для перекрытия пролетов до 20 25 м, когда подкосные системы оказываются уже неприемлемыми. Являясь переходом от подносной системы к арочной, она представляет собою как бы многоугольную арку, составленную из прямых элементов, комбинированную с трапецоидально-подкосной системой или ригельно-подкосной системой или е той и другой вместе.
Элементы многоугольной арки образуются ив бревен или брусьев длиной обычно не более 3 4 л. В местах стыков элементов арок ставятся наклонные схватки подвески, обжимающие верхними концами прогоны, нижними же элементы арки в местах перелома ее очертания. Схватки воспринимают на себя сжимающие усилия и делаются и8 бревен или пластин, реже из брусьев. Опоры арочно-подкосных мостов вследствие значительной величины передаваемого на них распора должны быть более мощными, чем подкоеных мостов
На фиг. 35 приведена конструкция арочноподкосного моста расчетным пролетом I 18 м под нагрузку Н8 при габарите Г4.
В поперечном разрезе мост опирается на шесть рядов свай. Средние сваи сближены, что допускает ремонт и перестройку моста долевыми половинами без перерыва движения.
Проезжая часть состоит из двойного настила, опирающегося на поперечины. Двухъярусные прогоны поддерживаются подбалками и ригелем, в которые упираются подкосы арочной части. В узлах звенья арки обжимаются наклонными схватками из пластин.
Нижние торцы первых эвеньев арки упираются в головы крайних свай трехсвайной по фасаду опоры. Между тремя сваями зажата с врубками парная стойка свеча, в которую врублены нижние концы длинного и короткого подкосов. Для воспринятая, горизонтально приложенного в пятах подкосов распора опоры сконструированы составного сечения на колодках. В нижней части опоры назначение колодок выполняют нижние концы стойки свечи, врезанные в сваи вубьями.
В поперечном направлении сваи опор связаны диагональными и горизонтальными схватками и укреплены укосинами, упирающимися в укосные сваи.
б Расчет
Мосты арочно-подкосной системы рассчитываются на основе тех же принципов, что и мосты комбинированных подкосных систем.
Прогон фиг. 36 рассматривается как разрезанный в точках А и В и неразрезной на протяжении ACDB. Это позволяет рассматривать часть MACDBN как простую ригельно-подкосную систему и построить линию рлияния давления С.
Усилие S2 в элементе МС определяется по давлению С:
Sz ,
Sin а2 ’
усилие же Sx в нижнем элементе арки КМ разложением усилия 92 по направлению элемента КМ и подвески ЕМ:
S S sip g2 _ q sin у ag 29
Sin у ai
sin у ai ’
Разрез поА-5 Разрез па 0-Г
Фиг. 35. Конструкция арочно-аодкосного моста
Со
774
Е. Е. ГИБШМАН
где аг и а2 углы наклона к горизонту элементов арки;
у угол наклона подвесок к горизонту. Усилие в подвеске:
sin ai 02 Q sin aj а2
Z S0
30
8 Sin у ax Sin a2 Sin y ai
Уеилия в остальных элементах определяются аналогично тому, как в подносных ©истемах.
А С D В F. J
2 i :
■ 511П1ЫШ Csincrjad
j r slrfp2smrati
i i
; i
i i
Csinfarai
£ 'sinabsinrat i i
j.,,
tga, Lsinraisina tgaJ
Фиг. 36. Линии влияния усилий для арочно-подкосного моста
Горизонтальный раепор от действия усилий подкосов на опору:
Н Dx cos ft D2 cos ax Sx cos at
E , Ao
tg p tg aj. r Г Sin y a2 COS ai ll.
L sin a2 Sin y aj tg Ox J ' где Dt и Dz усилия в подкосах ЕЕ и КА;
3 и аг углы наклона этих подкосов.
На фиг. 36 представлены основные линии влияния для арочно-подносной фермы.
5. Арочные мосты
1 Общие сведения
Деревянные арочные мосты применяются на автодорогах для перекрытия пролетов от 15 до 25 30 м. В отдельных случаях деревянные арочные мосты находили себе применение для перекрытия и больших пролетов, достигавших 80 100 л. В зависимости от уровня расположения проезда на мосту арочные мосты могут быть с ездой поверху или понизу.
Арочные мосты с евдой поверху более экономичны и конструктивны, а потому применяются значительно чаще, чем с евдой понизу.
Арочные пролетные строения передают опорам значительный горизонтальный распор; поэтому опоры арочных мостов должны иметь достаточно жесткую конструкцию, обеспечивающую прочность и устойчивость сооружения. Наиболее часто опоры арочных мостов делают каменными; однако наряду с каменными применяют также свайные и ряжевые опоры.
Основные схемы арочных пролетных строений приведены на фиг. 37. При небольших пролетах до 25 л пролетные строения составляются из арок и надарочного строения, образованного из стоек и прогонов, поддерживающих проезжую часть. Надарочные стойки располагают вертикально или радиально к арке. В современных конструкциях предпочитают вертикальное расположение стоек.
Для увеличения- жесткости надарочного строения при подъемистых арках и тяжелой нагрузке между надарочными стойками могут быть поставлены подкосы фиг. 37, б.
При пролетах более 35 40 м кроме сплошных арок находят также применение сквозные решетчатые арки фиг. 37, в.
Арочные мосты в евдой понизу не имеют большого применения на дорогах; устраиваются они лишь в тех случаях, когда строительная высота недостаточна для сооружения моста е ездой поверху, а применение арочной системы все же целесообразно илй желательно. Арочные пролетные строения с ездой понизу могу быть без ватяжки или с затяжкой. В первом случае распор арок передается опорам моста; во втором воспринимается ватяжкой, опорам же передаются лишь вертикальные давления.
Очертание оси деревянных арок обычно принимают по кругу или по параболе. Очертание, по кругу удобнее ив конструктивных соображений.
Отношение стрелы подъема к пролету I подъем арок 1 обычно колеблется от 13 до Vie- Наиболее употребительны отношения Ц1 от Ve ДО Vs.
2 Конструкция
Деревянные арки могут иметь брусчатое или дощатое сечение.
Брусчатые арки образуются из соединенных между собою вплотную или с зазором брусьев, связанных болтами, хомутами, а также шпонками и колодками. Брусья выпиливаются по лекалу или выгибаются после предварительного пропаривания.
Дощатые арки образуются из пакетов выгнутых досок, связываемых гвоздями, болтами, нагелями, хомутами и др. Перед употреблением в дело доски пропариваются в течение 1,5 2 час. сырым паром, после чего выгибаются и оставляются в согнутом состоянии на 1,5 2 месяца для просушки.
В настоящее время наиболее употребительны сечения арок из дощатых пакетов на гвоздях, стягиваемые кроме того болтами или хомутами.
МОСТЫ МАЛЫХ И СРЕДНИХ ПРОЛЕТОВ
775
Арка
При назначении гвоздевого забоя по длине арки и по высоте сечения руководствуются величиной касательных напряжений.
Стыки доеок располагают вразбежку на расстоянии 0,7 1,0 м друг от друга.
Недостаток дощатых арок большое количество швов, способствующих загниванию дерева. Поэтому для арок желательно применение пропитанного леса или по меньшей мере промазка всех швов смолой, горячим льняным маслом, креозотовым маслом и др.
Сопряжение арок с каменными опорами осуществляется с помощью специальных чугунных подушек или железных коженйе8'аркиРЯс Робок в которые упираются торопорой цы арок фиг. 38. Под торцы арок следует подкладывать 2 3 слоя толя или рубероида, а также предусматривать возможность вывода из коробок попадающей в них воды. Пятовые части арок слбдует особо тщательно просмаливать, прокрашивать и т. д. против загнивания.
о
L_i
Ч
Ч
Ч
N
Ч
S
Ч
ч
ч
ч
N
N
Фиг. 39. Схемы связей арочных мостов с ездой поверху
Сопряжение арок с деревянными опорами достигается с помощью дубовых йодушек, входящих в состав конструкции деревянной опоры.
Для обеспечения поперечной жесткости арочных пролетных строений в них ставятся продольные и поперечные связи.
В мостах с ездой поверху продольные связи обычно располагают вдоль арок, связывая между собой либо все арки фиг. 39, а либо только крайние фиг. 39, б.
Поперечные связи обычно конструируют в виде диагональных схваток или крестов, располагаемых в плоскости надарочных стоек.
В качестве примера моста с дощатыми арками на фиг. 40 приведена конструкция деревянного арочного моста с ездою поверху под нагрузку Н8. Расчетный пролет арок I 23,6 м, стрела подъема
f 3,37 м В яоперэчном разрезе расстояние между осями арок равно 1,5 м. Арки опираются на каменные устои.
Проезжая часть состоит из двойного дощатого настила, уложенного по поперечинам круглого сечения.
Поперечины уложены на специальные надарочные прогоны, опирающиеся на парные вертикальные стойки, передающие давление непосредственно на арки.
Для поперечной связи верхних концов надарочных стоек непосредственно под прогонами поставлены поперечные схватки, связанные с надарочными стойками и прогонами болтами.
Такие же поперечные схватки установлены и внизу в месте опирания надарочных стоек на арки. Для лучшей передачи давления надарочных прогонов на стойки и стоек на арки поставлены клиновидные вкладыши, врубленные на глубину 2,5 см в надарочные стойки.
Арки имеют очертание оси по квадратной параболе и составлены из девяти досок, соединенных гвоздями и стянутых хомутами из полосового железа.
Продольные связи между арками состоят из парных поперечных схваток, обжимающих вертикальные надарочные стойки, деревянных диагоналей и металлических тяжей, расположенных между двумя крайними арками с обеих сторон пролетного строения.
В плоскости надарочных стоек устроены вертикальные крестовые связи, врубленные в стойки.
Фиг. 40. Конструкция арочного моста с ездой поверху
716
Е. Е. ГИБШМАН
8 Расчет
Ввиду того что пяты арок вследствие обмятия дерева могут несколько поворачиваться, принято рассматривать их при расчете как шарнирные. -тЛоэтому деревянные арки рассчитывают как двухшарнирные.
Для арок параболического очертания распор может определяться по приближенной формуле:
32
4
Ро1 а
П
где а расстояние груза Р от левой опоры.
Пользуясь приведенной формулой, можно построить линию1 влияния распора, после чего могут быть легко построены линии влияния изгибающего момента М М0 Ну и продольной силы:
N Н cos р Q sin р
для любого сечения арки М0 и Q0 момент и поперечная сила в простой балке пролетом I.
При загружении всего пролета равномерно распределенной нагрузкой р распор параболической арки:
33
тг
При расчете арки на продольный изгиб за свободную длину принимается: на изгиб из плоскости арки длина панели связей между арками; на изгиб в плоскости арки длина l0 kS. где S полная длина оси арки, к коэфициент, зависящий от центрального угла арки а, соответствующего полупролету, и определяемый по формуле:
к 05бя_в 34
я2 а2
6. Деревянные трубы
1 Общие сведения
Для пропуска небольшого количества воды под насыпью дороги прибегают к устройству труб.
Необходимым условием для возможности устройства трубы является достаточная высота насыпи, обеспечивающая васыпку над трубой не менее чем на 0,5 л.
При устройстве трубы обеспечиваются непрерывность и однородность полотна дороги; отверстие трубы для пропуска протекающей воды может быть сделано значительно меньшим, чем отверстие моста, благодаря большим допускаемым скоростям протекания воды по лотку трубы; стоимость трубы обычно ниже, нежели моста того же отверстия.
Основным недостатком деревянных труб являются легкая их загниваемость и трудность ремонта.
При постройке труб из непропитанного леса необходимо производить осмолку соединений, врубок и наружных поверхностей пластин обшивки.
В поперечном сечении деревянные трубы могут быть фиг. 41 треугольные, прямоугольные, трапецоидальные и круглые. В гидравлическом отношении наилучшим является круглое сечение, худшим треугольное. В отношении же простоты устройства
и конструкции, наоборот, найлучшей является треугольная труба, наиболее же сложной круглая.
2 Конструкция
а Треугольные трубы
Треугольные трубы небольших отверстий обычно делают бревенчатыми фиг. 42. Бревенчатая труба состоит из отдельных наклонных стоек ног, взаимно врубленных вверху попарно вполдерева. Нижние концы ног врыты в землю и опираются на постелистые камни или обрезки бревен, служащие для распределения давления на грунт.
.АП ПО
Фиг. 41. Типы сечений деревянных труб
Наклонные ноги ставятся на расстоянии 1 1,5 л друг от друга. Поверх ноги укладываются бревна небольшого диаметра или пластины.
НасдлЬ
'Д
Фиг. 42. Простейшая треугольная труба
Более совершенный тип треугольной трубы приведен на фиг. 43. Труба состоит из попарно врубленных друг в друга наклонных ног, упертых нижними концами в горизонтальные поперечные лежни. Каждая пара ног и лежень образуют жесткие треугольные рамы. Эти рамы опираются на продольные лежни, идущие на всю длину
Q06
ъж
. Деревянная накладка
МЪвляЬ-Ы 150 -200
in пил слипи.
с песком
Фиг. 43. Конструкция треугольной трубы
трубы и служащие для связи рам между собой в продольном направлении и лучшего распределения давления на грунт. Поверх поперечных лежней пришиваются доски, образующие лоток для протекания воды. Лотку трубы придается уклон, соответствующий принятому при расчете отверстия. Ноги трубы сверху обшиваются притесанными друг к другу пластинами.
МОСТЫ МАЛЫХ И СРЕДНИХ ПРОЛЕТОВ
117
Концы пластин обрезаются наклонно по откосу насыпи, и к торцам их для предохранения от сырости пришивается по пластине.
При устройстве трубы растительный, а также слабый грунт удаляется пучинистый грунт выбирается до глубины промерзания и взамен него укладывается слой мятой глины с песком, служащий основанием трубы.
У входного отверстия трубы забивается шпунт, предохраняющий трубу от размыва.
б Прямоугольные и трапецеидальные трубы
Эти трубы имеют конструкцию, аналогичную треугольным трубам.
На фиг. 44 представлена конструкция прямоугольной трубы тип ЦИС НКПС, в которой мо-
ПродолЬная схватка
1213-
Фиг. 44. Конструкция прямоугольной трубы типа ЦИС НКПС
гут сменяться без перерыва движения как отдельные элементы, так и вся труба в целом. Труба состоит из отдельных прямоугольных бревенчатых рам, поставленных вплотную друг к другу. Для обеспечения поперечной жесткости трубы в верхних углах рамы поставлены доски, врубленные в верхний' брус, и стойки. Смена отдельных подгнивших элементов, так же как и целой трубы, может производиться путем вынимания поврежденных рам.
в Круглые трубы
Применяемые для пропуска воды под насыпью круглые трубы могут быть двух типов: бондарные и косяков ы е. Бондарные трубы, хорошо сопротивляясь действию давления изнутри трубы, плохо сопротивляются внешнему давлению; поэтому круглые трубы под насыпями целесообразнее делать жесткого типа.
7. Мосты с решетчатыми фермами 1 Общие сведения
Для перекрытия пролетов более 20 м обычно приходится проектировать мосты с решетчатыми фермами.
Необходимость больших пролетов может определяться требованиями судоходных габаритов, свободного пропуска ледохода, а также экономическими соображениями.
Регулированные судоходные реки в пределах городов обычно приходится перекрывать- пролетными строениями больших пролетов фиг. 5 и 45, а.
Во внегородских пересечениях рек большими пролетами обычно перекрывается лишь наиболее глубокая часть русла; остальная же часть его малыми пролетами, стоимость которых меньше фиг. 45, б.
Мосты с решетчатыми фермами могут проектироваться с ездой поверху или понизу,
Пролетные строения с ездой поверху проще по конструкции и дешевле, а потому должны, применяться во всех случаях, когда имеется достаточная строительная высота.
Среди многочисленных систем мостов с решетчатыми фермами наиболее широкое распространение получили подвесные мосты, мосты системы Гау, системы Та ун а и некоторые другие, хорошо проверенные практикой строительства и эксплоатации.
2 Подвесные мосты
Простейшей системой мостов с решетчатыми фермами являются подвесные мосты, которыми обычно перекрывают пролеты 10 16 м, а при легкой нагрузке до 20 25 м.
Основные типы подвесных ферм, применяемых для автодорожных мостов, приведены на. фиг. 46.
Среди подвесных мостов различают системы: треугольную, треугольно-подвесную и трапецоидально-подв е с н у ю.
Треугольная система фиг. 46, а,б применяется для перекрытия пролетов 5 7 л; треугольно-подвесная система с дополнительными шпренгелям и фиг. 46, г пролетов 18 20 л; т р апецоидально - подвесные с и в те
Русле
Фиг. 45. Схемы мостов больших пролетов
мы фиг. 46 в, д при легких нагрузках дляпролетов 8 12 м
Фиг. 46. Схемы подвесных ферм
При тяжелых например железнодорожныхнагрузках подвесные мосты вследствие сложности конструкции вовсе не применяются.
778
Е. Е. ГИБШМАН
Конструкция легкого мостика треугольно-подвесной системы приведена на фиг. 47. Вследствие небольшой высоты фермы этого мостика используются и в качестве перил.
-Инструкция моста подвесной системы пролетом 16 м под нагрузку Н6 при габарите F4 приведена на фиг. 48.
Пролетное строение состоит из двух ферм треугольной системы и проезжей части, опирающейся своими поперечными балками в узлах главных ферм. Верхний пояс ферм образован из двух наклонных элементов, сходящихся торцами в верхнем узле. Средняя стойка-подвеска из одного бревна, закрепленная в верхнем узле помощью зубчатых подушек, нижним своим концом поддерживает середину нижнего пояса сечением из двух бревен.
Кроме того устроены дополнительные шпренгели из полураскосов и подвесок, поддерживающих пояс еще в двух точках, деля его таким образом на четыре панели.
Проезжая часть моста состоит из двойного дощатого настила, уложенного по продольным балкам, опирающимся на поперечные балки сечением из четырех бревен на шпонках.
Поперечные балки опираются в узлах главных ферм, обхватывая двумя своими ветвями подвески главных ферм.
Поперечная жесткость пролетного строения обеспечивается горизонтальными связями в уровне нижнего пояса и поперечными схватками с портальными подкосами у верхнего узла ферм.
При постройке подвесных ферм им во избежание провеса от обмятия врубок и сопряжений при эксплоатации моста следует придавать строительный подъем в 11Э0 11б0 пролета.
3 Мосты системы Гау
а Общие сведения
Мосты системы Гау являются наиболее употребительным типом мостов для перекрытия пролетов от 20 до 50 м, а в отдельных случаях и до 70 м. Широкое применение мостов системы Гау объясняется простотой их конструкции, жесткостью ферм и удобствами изготовления и сборки.
Фермы системы Гау имеют раскосную схему фиг. 49. Пояса делаются из круглого или пиленого леса; раскосы бревенчатого или брусчатого сечения и стойки из круглого железа.
Тяжи пропускаются через пояса и натягиваются помощью гаек, раскосы же сопрягаются с поясами помощью деревянных подушек, упираясь в них торцами.
Благодаря такой конструкции сопряжения раскосы могут передавать только сжимающие усилия, а потому в панелях, где знак поперечной силы может меняться, необходимы обратные раскосы, включающиеся в работу на сжатие при таких положениях временной нагрузки, которые в основных раскосах вызвали бы растяжение.
В опорных панелях, где поперечная сила однозначна, постановка обратных раскосов необязательна.
Стойки ферм всегда работают на растяжение. Для обеспечения плотного прижатия всех раскосов к узловым подушкам тяжи ферм натягиваются при сборке моста, а также периодически во время эксплоатации. Натяжение производится подтягиванием гаек на концах тяжей или помощью специальных стяжных муфт фиг. 50.
Основные схемы ферм системы Гау приведены на фиг. 51.
Высота ферм h назначается от х5 до 19 пролета. Длина панелей d определяется высотой ферм и углом наклона раскосов, а также конструкцией проезжей части. В случае укладки поперечных балок на пояс в пределах панели пояс работает на местный изгиб, и длина панели принимается в 2 2,5 м; при узловой передаче давлений от проезжей части длина панелей может быть доведена до 3 4 м и даже до 5 м.
Угол наклона раскосов желательно делать близким к 45.
Поперечная жесткость пролетных строений обеспечивается связями между фермами.
В мостах малых пролетов с ездой поверху достаточно постановки одних верхних связей. При пролетах более 20 м необходимо устройство как верхних, так и нижних связей, а также поперечных вертикальных связей над опорами и на протяжении пролета через 5 8 м.
Схемы продольных связей мостов с двумя главными фермами приведены на фиг. 52; при трех или более главных фермах связи конструируются по схемам, приведенным на фиг. 53.
В мостах с ездой понизу устройство поперечных связей невозможно; они заменяются поперечными ветровыми рамами, располагаемыми обычно в плоскости опорных раскосов фиг. 54. Подкосы, обеспечивающие жесткость верхних уэлов ветровых рам, придают последним вид порталов; поэтому опорные ветровые рамы называют также портальными.
б Конструкция пролетных строений
Езда поверху. На фиг. 55 приведен пример конструкции пролетного строения моста системы Гау с ездой поверху под нагрузку Н8 при гаарите Г2.
Пролетное строение состоит ив трех ферм I 21,2 м, отстоящих на 3 м одна от другой. Высота ферм ft 3,2 м длина панелей 2,12 м.
Проезжая часть моста состоит из двойного дощатого настила, продольных и поперечных балок. Настилу придан поперечный уклон i 2 путем подтески постелей у бревен поперечных балок.
Поперечные балки опираются центрально в узлах главных ферм и запроектированы в виде пакетов из бревен d 24 см, связанных между собою анкерами и болтами. Верхний ярус бревен составлен из двух частей, имеющих в середине стык. Давления поперечных балок передаются на верхние пояса ферм помощью специальных дубовых подушек.
Главные фермы выполнены целиком из круглого леса.
Пояса ферм состоят каждый из двух бревен d 26 см с зазорами по 4 см для пропуска металлических тяжей. Стыки бревен поясов расположены вразбежку и перекрыты металлическими шпоночными накладками фиг. 56.
Основные раскосы главных ферм составлены из двух бревен, связанных болтами и деревянными прокладками; обратные раскосы из одного бревна.
Концы раскосов упираются в дубовые узловые подушки и центрированы дубовыми вкладышами. Металлические тяжи передают свое усилие поясам помощью металлических шайб швеллерного сечения и деревянных подгаечных брусьев, служащих одновременно и поперечными схватками горизонтальных ветровых связей.
Фиг. 47. Конструкция легкого подвесного мостика
Э
Фиг. 50. Стяжная муфта
Фиг, '8. Конструкция подвесного моста
чьишш
б
о
тшщ
Г
Л
ОсноЪнЫе Обратное Верхний Опорная
' расИдсРГ раскосы пояс стойка
a я. ха. А L ф ф-L _
Фиг. 52. Схемы продольных связей в мостах с ездой поверху с двумя главными фермами
Вертикальная опорная сама
N
Узловое подцшки
Фиг. 49. Ферма системы Гау
А
Ж
к
i
- 1
d 1- ,£Г ‘
к
6
91
Наклонная опорная ■‘рама
'НиЖние связи Верхние связи
Фиг. 51. Основные схемы ферм Гау
Фиг. 53. Схемы продольных связей в мостах с ездой поверху с тремя и четырьмя главными фермами
Ншкние связи
Фиг. 54. Связи в пролетном строении с ездой понизу
МОСТЫ МАЛЫХ И СРЕДНИХ ПРОЛЕТОВ 779
780
Е. Е. ГИВШМАН
Продольные свяэи полураскосной системы расположены в уровне верхнего и нижнего пояса. Диагонали их выполнены иэ брусков, врубленных концами в поперечные схватки. Вертикальные поперечные связи расположены над опорами и на расстоянии 6,35 м от опор.
Вид с торца Разреэ 6 пролете
круглых бревен, связанных между собою шпонками и стянутых болтами.
Поперечные балки своими концами опираются центрально на узлы главных ферм через специальные деревянные подкладки.
Тротуары расположены снаружи ферм.
Главные фермы выполнены целиком из круглого леса. Пояса главных ферм имеют сечение из двух бревен с зазором между ними для пропуска металлических тяжей. Восходящие раскосы составлены из двух бревен каждый, обратные раскосы из одного бревна.
Опорный раскос, служащий одновременно и ногой портальной ветровой рамы, выполнен из двух бревен, связанных между собою шпонками и болтами. Полураскос в первой панели служит для уменьшения свободной длины опорного раскоса и составлен из двух бревен и расположенного между ними тяжа.
Тяжи главных ферм проходят между обеими ветвями поперечных балок в эазоры между бревнами поясов. Под шайбы гаек тяжей положены дубовые распределительные бруски.
Стыки поясов перекрыты металлическими шпоночными накладками. В верхнем поясе стык делается одновременно в обоих бревнах сечения, в нижнем же поясе вразбежку.
Фиг. 55. Конструкция пролетного строения Гау с ездой
поверху
При сборке пролетным строениям системц Гау придается строительный подъем, равный V3oe пролета.
Езда понизу. На фиг. 57 приведен пример конструкции пролетного строения системы Гау с ездой пониэу пролетом I 31,5 м и под нагрузку Н6 при габарите Г5.
Проезжая часть моста состоит из двойного дощатого настила, поддерживаемого спаренными продольными прогонами, отстоящими на расстоянии 0,9 м один от другого.
Продольные прогоны опираются на поперечные балки, составленные каждая иэ четырех
Фасад
Разрез
Заклепки фЬ Дубовая прокладка.
План
Ifjun шип U.
гпГтгпх
ц 1ч ГЬ
26 1 3 S J i
Ii j-. г-, j r-i ii i m rf n 1 :■ m.1. L Are A i U.■ i
НЩ5Ь-2525 -НэЦ ®,
-156-
ФИГ. 56. Деталь стыка пояса с металлическими шпоночными накладками
Продольные связи состоят из горизонтальных поперечных схваток, уложенных поверх верхнего и нижнего поясов, и полураскосов, лежащих на этих схватках, врезанных в них и притянутых болтами. Узлы горизонтальных ветровых ферм не совпадают с углами главных ферм.
В плоскостях опорных раскосов установлены поперечные ветровые рамы. Распорки рам составлены из четырех бревен, связанных попарно болтами. Подкосы портальной рамы заведены между обеими ветвями распорок и связаны с ними болтами. Нижние концы подкосов врезаны в опорные раскосы и стянуты с ними болтами.
Для перекрытия больших пролетов целесообразно применение ферм Гау с полигональным верхним поясом.
Полигональное очертание пояса способствует более равномерному распределению усилий в элементах пояса, уменьшает усилия в элементах решетки и тем самым облегчает конструкцию узловых сопряжений. В качестве примера на фиг. 58 приведена конструкция такого пролетного строения пролетом 52,5 л. Пояса главных ферм имеют сечения из трех бревен. Основные раскосы составлены из двух бревен, обратные раскосы одиночного сечения. Стыки бревен нижнего пояса располагаются в панелях; одновременно стыкаются и перекрываются металлическими шпоночными накладками все ветви пояса.
МОСТЫ МАЛЫХ И СРЕДНИХ ПРОЛЕТОВ
781
Стыки верхних поясов устроены в узлах. на колодках, уложенные центрально в узлах
Бревна опираются друг в друга впритык и пере- главных ферм непосредственно на дубовые узло
дают давление непосредственно торцами. вые подушки. ду узло
Для укрепления стыков в промежутках между По сравнению с обычными пролетные строения бревнами пояса положены деревянные прокладки. с полигональным верхним поясом дают экономию
Соединения укрепляются также горадонталь- в ватратв лесоматериала и металла
Иокабойбид
Ларез л-
Фасад
Разрез па оси моста
Фиг. 57. Конструкция пролетного строения Гау с ездой понизу
ными поперечными схватками, уложенными по- в Расчет ферм системы Гау верх пояса, и отчасти деревянными подгаечными
брусьями. При расчете ферм системы Гау предполагают
Проезжая часть моста опирается на попереч- сопряжения в узлах шарнирными. Кроме того ные балки трёхъярусного составного сечения обычно пренебрегают влиянием начального на-
782
Е. Е. ГИБШМАН
тяжения стоек тяжей ферм и считают, что в ферме работают только основные сжатые раскосы, работу же обратных раскосов не учитывают.
Для определения наибольших усилий в элементах фермы наиболее удобно пользоваться линиями влияния.
Линии влияния для фермы Гау с ездой поверху приведены на фиг. 59.
Давление, передаваемое в этом случае от одного ряда автомобильных осей рассчитываемой ферме:
А 1 -f а2 4 h а 35
2Ъ 2Ь
Коэфициент поперечной передачи временной нагрузки:
4ТГ- 86
■F
Разрез по А-Б
Фасад
Фиг. 58. Конструкция пролетного строения Гау с полигональным верхним поясом
Линии влияния для фермы Гау с ездою понизу и дополнительными шпренгельными тяжами приведены на фиг. 60.
Поперечная установка нагрузки. Для пролетных строений с ездой поверху поперечная установка и коэфициент поперечной передачи определяются так же, как и для простейших балочных систем. Для пролетных строений с ездой пониву наиболее опасны расположение нагрузки, еамое близкое к рассчитываемой ферме фиг. 61, и загрузка прилежащей тротуарной консоли толпой.
Погонная нагрузка, передаваемая ферме А от нагрузки на прилежащей тротуарной консоли:
Ра Рос i ,
37
где р0 нагрузка от толпы на 1 м3 тротуара.
Расчет элементов главных ферм. Подбор сечений элементов главных ферм системы Гау производится обычными методами.
При расчете поясов учитывается, что они одновременно служат поясами как главный ферм,
МОСТЫ МАЛЫХ И СРЕДНИХ ПРОЛЕТОВ
783'
так и ветровых связей. Поэтому при подборе сечений поясов необходимо производить проверку как на действие основных,вертикальных нагрузок, так и на совместное действие вертикальных и го-
0 Уг Оз
0
Уу иг 'г и У I
2 С
7
' Инфлюзнта Ол Инфлюэнто
Инфлюэнта N х
ш
Инфлюнта Dz
Фиг. 59. Линии влияния усилий в элементах фермы Гау с ездой поверху
Sine
Фиг 60. Линии влияния усилий в элементах фермы Гау с ездой понизу
ризонтальных ветровых нагрувок. В последнем случае допускаемые напряжения повышаются на 15.
В случае, если давление от проезжей части передается на поясе вне углов, то в поясах воз
никает местный изгиб. Изгибающие моменты в поясах от местного изгиба принимают равными 60 от момента, подсчитанного в поясе, как для простой балки с пролетом, равным длине панели.
Раскосы рассчитываются на сжатие с продольным изгибом. Свободная длина их при проверке на выпучивание в плоскости фермы принимается равной расстоянию между точками пересечения раскосов; из плоскости же фермы полной длине раскоса, умноженной на коэфициент fi, учитывающий противодействие обратного раскоса:
j _ но не менее 0,5, 38
у,
1
1о
инерции
расчетного сжатого
где I о момент раскоса;
1г момент инерции встречного раскоса.
Расчет пролетных строений на ветровую нагрузку. Предполагается, что давление ветра действует на боковую поверхность главных ферм, проезжей части и перил; давление ветра на поверхность подвижной нагрузки не учитывается.
Фиг. 61. Поперечная загрузка моста с ездой понизу
Расчетная площадь со, подверженная действию ветра для ферм со сквозной решеткой, определяется по формуле:
cd кл0, 39
где со0 площадь фермы, ограниченная очертанием ее внешнего контура;
к коэфициент сплошной фермы, принимаемый для ферм с густой дощатой решеткой Тауна, Лембке и др. равным 1,0; для ферм с раскосной или крестовой решеткой Гау и др. равным 0,6.
Площадь проезжей части, подверженная действию ветра, принимается в виде сплошной полосы, выступающей над соответствующим поясом.
Ветровое давление на перила следует учитывать только в мостах с ездой поверху, принимая коэфициент сплошности равным 0,4 0,6.
Поверка устойчивости моста. Момент, стремящийся опрокинуть пролетное строение относительно наружного ребра опорной подбалки фиг. 62:
mv 22 Wzhit
40
где Wlt Wz и W3 расчетные ветровые давления на главные фермы, проезжую часть и перила;
Aj, А2 и А3 плечи этих давлений. Удерживающий момент:
мудр
41
784
Е. Е. ГИБЩМАН
где Р вес пролетного строения с проезжей ■частью и связями;
Ъг ширина пролетного строения между наружными гранями поясов.
Коэфициент устойчивости
д. _ MvjL Pbl ; Мопр 2 £ Wh
42
Коэфициент устойчивости к должен быть не менее 1,4.
При расчете на опрокидывание интенсивность ветра принимается равной 200 кгма.
Фиг. 62. К расчету пролетного строения на опрокидывание
В мостах с ездою понизу проверка на опрокиды©ание производится аналогичным путем.
Расчет продольных ветровых связей. Введя обозначения:
W интенсивность ветра; k высота главных ферм; ht высота проезжей части не прикрытой 'поясом;
h2 высота перил;
:
связи
Наверх-8 ние связи
те со На ниЖ'.
НиЖние
связи
V
7
7
5
S,
К
Ч
N
ч
ч
ч
.4
ч
V
7
✓
✓
-J1CN
f
II
В
а
ИНН
Igas
щШтт
шт
ЕВ
7
Ш1
ИШ
11Ш.
ЛШ
УТТт1
ТМТт
llZT
N
Ч
V
N i
С’ ■
N
■ ■■ У
с У
У
f
yhn
Z£nz w L, ,J
опорных поперечных связей рассчитывают на передачу горизонтального ветрового усилия:
45
В мостах с ездой понизу ветровые нагрузки на обе системы связей определяются аналогично вышеизложенному.
Особенностью является лишь расчет опорных ветровых портальных рам, передающих опор-
ные давления верхних связей W опорам моста фиг. 64.
МьИг
ипиимшшжини
Фиг. 64. К расчету ветровых связей пролетного строения с ездой понизу
Портальные рамы рассчитываются как двухшарнирные.
4 Мосты системы Тауна
Для перекрытия пролетов от 20 до 40 м применяются также пролетные строения с дощатыми фермами Тауна и Лембке.
Фермы Тауна представляют собою систему с параллельными поясами и решетчатым заполнением фиг. 65; все элементы выполняются из досок. Высота ферм принимается равной Ve хв пролета; длина малой панели d не
■Фиг. 63. К расчету ветровых связей пролетного строения с ездой поверху
кг и а коэфициенты сплошности главных ферм и перил, получим для пролетного строения 5 ездой поверху фиг. 63 погонную ветровую нагрузку:
для верхних связей:
We W к Aj м. ; 43
для нижних связей:
Wew£ 44
Как верхние, так и нижние связи рассчиты
ваются как фермы, опирающиеся своими концами и имеющие пролет I, равный пролету моста.
Верхние горизонтальные связи передают свои опорные давления W с помощью опорных поперечных связей опорам моста. Поэтому диагонали
Фиг. 65. Схема фермы Тауна
более 1,0. 1,2 м; угол наклона раскосов желательно делать близким к 45. Число раскосов, пересекаемых вертикальным или наклонным сечением фермы, называют числом систем раскосов. Чем больше число систем раскосов, тем меньше усилия, приходящиеся на каждый раскос. Поэтому при более тяжелых нагрузках следует делать более густую решетку. Обычно в фермах Тауна число систем раскосов принимается от
4 до 8.
Пояса фермы Тауна составляются иэ пакетов досок, располагаемых в один или два яруса фиг. 66, а, б. Пакеты досок пояса имеют по ширине его зазор для пропуска досок решетки. В более тяжелых пролетных строениях решетка может быть двойная фиг. 66,в. Доски поясов скрепляются между собой и с досками решетки деревянными нагелями и болтами. В каждом па
МОСТЫ МАЛЫХ И СРЕДНИХ ПРОЛЕТОВ
785
кете одноярусных поясов должно быть не более трех досок.
По длине ферм количество досок в поясах изменяется в соответствии с величиной расчетных усилий. Стыки досок поясов располагаются
вразбежку.
Для поясов ферм Тауна применяются доски шириной 24 30 cjh и толщиной 5 8 см.
Фиг. 66. Сечения поясов фермы Тауна
Деревянные нагели изготовляются из молодого дуба. Нагеля делаются на конус для обеспечения плотного заполнения ими отверстий и возможности подбивки со временем ослабевших нагелей. Диаметр нагелей принимается 3 6 см, длина на 5 10 см больше толщины скрепляемого пакета.
Перед употреблением в дело нагёли хорошо просушиваются и провариваются в масле или пропитываются креозотом. Это предохраняет нагели от усушки и разбухания.
Крбме нагелей устанавливаются болты 0 20 25 мм в количестве 25 50 от общего числа скреплений болтов и нагелей. Решетка ферм Тауна состоит из раскосов, зажатых своими концами между пакетами досок поясов и связанных нагелями в местах взаимного пересечения.
Все раскосы изготовляются из досок одинаковой толщины 5 1 см. Ширина досок для удобства размещения болтов и нагелей
На опорах стойки жесткости делают более мощными.
При большой высоте ферм более 3 м решетка кроме вертикальных стоек жесткости обжимается также и горизонтальными брусками.
Мосты системы Тауна проектируются только с ездой поверху; мосты с ездой понизу не применяются из-за трудности опирания на нижние пояса поперечных балок проевжей части.
Для обеспечения горизонтальной жесткости пролетных строений между фермами устанавливаются горизонтальные продольные и вертикальные поперечные связи.
Вследствие применения дощатого леса, густой решетки и большого количества отверстий и щелей фермы Тауна легко подвергаются загниванию, а также короблению от усушки и разбухания. Поэтому пояса ферм должны быть предохранены от действия дождя и прямого нагревания солнцем устройством над ними кровли из толя, листового железа, дощатой обшивки и т. п.
Наиболее целесообразно применение для ферм Тауна древесины, пропитанной антисептиками креозотом или др.
На фиг. 67 приведен мост системы Тауна I 22,0 м.
Пролетное строение имеет две главные фермы, расположенные на расстоянии 3,9 м друг от друга.
Проезжая часть моста состоит из двойного дощатого настила, уложенного по поперечным
- ПродолЬнМ разрез
14я14
План связей -2350-
-550-
ГП Г24
Верхиуш
связи
HutftHue
связи
Фиг. 67. Конструкция пролетного строения системы Тауна
обычно делается также одинаковой для всех раскосов 16 25 см.
Решетка ферм Тауна для увеличения жесткости обжимается вертикальными брусьями, называемыми сжимами или стойками жесткости й располагаемыми друг от друга на расстоянии, равном приблизительно высоте k фермы, но не более 2,5 3,0 м.
балкам. Поперечные балки имеют двухъярусное сечение из бревен d 24 см и связаны попарно для обеспечения устойчивости короткими круглыми анкерами.
Давление поперечных балок передается на пояса через специальные опорные брусочки, обжимающие выступающие поверх пояса концы дощатых раскосов.
786
Е. Е. ГИБШМАН
Пояса главных ферм составлены каждый иэ двух яус ов пакетов досок. Сечения поясов в середи; Упролета имеют по 8 досок. Решетка фермы обжата стойками жесткости брусчатого сечения, расположенными на расстоянии 2,64 м одна от другой.
Образующиеся внутри пояса в промежутках между раскосами щели во избежание загнивания закладываются специальными прокладками. Главные фермы связаны между собой горизонтальными связями, расположенными вдоль верхнего и нижнего поясов. Связи имеют дощатые диагонали и металлические тяжи. Диагонали горизонтальных связей упираются своими торцами ' частично в стойки жесткости, частично в боковую поверхность пояса. Для укрепления диагоналей поставлены специальные бруски длиной по 0,8 и 1,0 м, притянутые болтами к поясам главных ферм.
Кроме горизонтальных связей пролетное строение имеет и вертикальные поперечные связи в виде крестов из брусьев, расположенных в плоскостях стоек жесткости.
Расчет ферм Тауна принято производить в предположении, что усилия в раскосах, пересекаемых одним вертикальным сечением, равны между собой.
46
47
Фиг. 68. Линии влияния усилий в элементах фермы Тауна
Тогда усилие D в раскосах в п-й панели:
D -Я ,
ft S1Q а ’
где к число систем раскосов.
Усилия в поясах в n-й панели:
U 0.
Линии влияния усилий в элементах ферм Тауна приведены на фиг. 68.
При подборе сечений растянутых поясов ва рабочую площадь принимается сечение всех досок за исключением стыковых накладок с учетом ослабления нагелями и болтами.
В сжатых поясах производится проверка на продольный изгиб в горизонтальной плоскости, причем проверяется как все сечение в целом при свободной длине, равной длине панели верхних горизонтальных связей, так и отдельная доска при свободной длине, равной расстоянию между стяжными болтами.
При проверке сжатых раскосов на продольный изгиб из плоскости ферм свободная длина их принимается равной удвоенному расстоянию между центрами пересечения смежных раскосов.
Фермы системы Лембке. Фермц системы Лембке являются разновидностью ферм Тауна, получаемой в случае расположения досок решетки вплотную без прозоров. По конструкции и расчету фермы системы Лембке аналогичны фермам Тауна.
Недостатком ферм Лембке является быстрая загниваемость. Поэтому фермы Лембке используются лишь для временных сооружений напри, мер как подмости для постройки металлических и других мостов, где требуются простота и ком пактность конструкции при коротком сроке службы х.
8. Опоры деревянных мостов средних про.
летов
1 Общие сведения
В зависимости от местных условий грунтовые условия, водный режим реки, интенсивность ледохода и др. и системы моста опоры могут быть следующих типов: 1 свайные опоры, 2 рамные, 3 ряжевые и 4 каменные.
Свайные опоры наиболее широко применяются для мостов малых и средних пролетов в тех случаях, когда грунт допускает забивку свай.
Рамные опоры, составляемые из цельных, заранее заготовленных звеньев, применяются в тех случаях, когда желательными являются механизация и увеличение темпа работ, а также и в случаях устройства мостов через суходолы, ущелья или овраги со скалистым грунтом, не допускающим забивки свай.
Ряжевые опоры состоят из деревянных ящиков-срубов, загружаемых камнем и опускаемых на дно. Ряжевые опоры применяются в мостах через реки со скалистым или, наоборот, с очень слабым дном, не допускающим забивки свай.
Каменные опоры применяются для деревянных мостов в многоводных реках с сильным ледоходом, когда устройство деревянных опор чрезвычайно трудно, а иногда и невозможно.
2 Свайные опоры
В качестве примера свайных опор для мостов с решетчатыми фермами на фиг. 69 приведена конструкция опоры под пролетные строения с ездой понизу и на фиг. 70 под пролетные строения с ездой поверху.
Каждая опора имеет в местах опирания пролетных строений по кусту коренных свай. Количество свай в кусте определяется величиной передаваемого фермами опорного давления. Ширина опор по фасаду моста в зависимости от их высоты принимается равной 1,0 2,5 м.
Продольная и поперечная жесткость опор обеспечивается постановкой горизонтальных и диагональных схваток в обоих направлениях. Для увеличения поперечной жесткости опор устанавливаются также укосины. Горизонтальные схватки делят опору по высоте на ярусы; высота каждого яруса должна быть не более 3 4 м.
1 Увеличение долговечности ферм Лембке может быть достигнуто путем применения между слоями стенки сплошного слоя суперобмазки см. Борьба с гниением, животными вредителями древесины и пожарной опасностью. Прим. ред.
МОСТЫ МАЛЫХ И СРЕДНИХ ПРОЛЕТОВ
787
Настил проев-. 1 Шей части 1 л
'Фасад
Разрез по А-Б
II1 I I I I м П I ч.
U w uj u vJ w U Ij
f- SA3-j 312238 1223812238 343 5
Фиг. 69. Конструкция свайной опоры моста с ездой понизу
Фасад
Разрез по А-5
Фиг. 70. Конструкция свайной опоры моста с ездой поверху
788
Е. Е. ГИБШМАН
✓
В случае большой глубины забивки свай необходимо их наращивание. Наращивание свай делают на уровне нижних горизонтальных схваток. В высоких опорах наращивание необходимо и в пределах надводной части свай. В этом случае стыки располагают в уровне верхних ярусов горизонтальных схваток фиг. 69 и 70.
При большой глубине воды подводная часть ■свай требует укрепления. Это осуществляется постановкой деревянных или металлических подводных связей и устройством каменной наброски.
3 Рамные опоры
Рамные опоры составляются из отдельных звеньев рам, изготовляемых заранее и устанаввливаемых на место непосредственно на грунт в готовом виде.
Сваи обрезаются на высоте 0,25 0,5 м над горизонтом меженних вод; поверх свай устанавливается насадка, связанная со сваями хомутами; на насадку укладываются круглые коротыши’ служащие опорами для установленных выше рам Каждая опора состоит из двух самостоятельных рам, связываемых между собою по фасаду моста горизонтальными схватками и диагональными распорными крестами. Все элементы рамы связаны между собою помощью врубок и металлических скреплений. Это позволяет производить сборку рам в стороне на берегу и затем устанавливать их на место целиком в готовом виде.
В случае установки рам на скалистом или каменистом грунте конструкция рам аналогична вышерассмотренной, но нижний лежень рамы укладывается в этом случае на выравненное
б-
X
'
О
о
чр
О
шт
wm
VW77
к
г в
'
X
0
СЭ
СО
1
О
Фиг. 71. Основные схемы рам
Фасад
РазрёэпоА-Б
В зависимости от величины давлений, действующих на опоры, и от их высоты опоры устраиваются из одного или двух рядов рам, причем для высоких опор рамы ставят друг на друга многоярусные рамные опоры.
Высота отдельных рам обычно назначается не более 5 6 л. Основные типы рам, применяемых для опор мостов, схематически представлены на фиг. 71.
На фиг. 72 приведена конструкция рамной опоры, опирающейся на сваи, забитые в дно реки.
дно углубления траншеи, устраиваемой в грунте. Лежень опирается на дно траншеи либо непосредственно либо на подложенные под него небольшие коротыши фиг. 15. Для лучшего распределения давления под лежень рекомендуется укладывать слой песка или гравия.
Рамные опоры большой высоты делают многоярусными, устанавливая ряды рам один на другой. Высота каждого яруса делается обычно не более 5 6 м. Для обеспечения жесткости многоярусных опор рамы, лежащие друг на друге, связывают металлическими скреплениями и кро-
МОСТЫ МАЛЫХ И СРЕДНИХ ПРОЛЕТОВ
789
jie того укладывают между ними продольные лежни, служащие для передачи давлений рам и для обеспечения продольной жесткости моста фиг. 73.
4 Ряжевые опоры
Ряжем называют деревянный ящик сруб 08 бревен, имеющий стенки’ дно и перегородки, ряж устанавливается на предварителг о спланированное дно реки и заполняется камнем до
Фиг. 73. Многоярусная рамная опора
уровня высоких вод. Ряжевые опоры требуют большого количества лесоматериала и камня. Вследствие большой ширины ряжевые опоры сильно стесняют русло реки. Поэтому применение их уместно лишь при больших пролетах моста и лишь в тех случаях, когда применение опор другого типа невозможно.
б
лп
г
□
V
V
Фиг. 74. Схемы ряжевых опор
Для береговых опор устоев и опор маловодных рек ряжи делают в плане прямоугольными фиг. 74, а; высокие устои обычно с обратными стенками фиг. 74, б.
Ряжевым быкам для лучшей обтекаемости в плане придаются заострения с верховой стороны, а иногда также и с низовой фиг. 74, в, г.
Конструкция ряжевой опоры приведена на фиг. 75. Стены ряжа рубятся из бревен или пластин диаметром 20 26 см. Бревна укладывают Друг на друга с небольшой притеской для лучшей передачи давлений. Углы стен рубятся без остатка в лапу или же с остатком в обло или в присек
Для предохранения стен ряжа от выпучивания под действием каменного заполнения ставятся вертикальные обжимные брусья сжимы и поперечные перегородки или анкерные схватки. Перегородки ставят на расстоянии 2 3 м друг от друга.
Отверстия для болтов в сжимах полезно делать овальными, чтобы не препятствовать осадке стен ряжа.
Дно ряжа делается из бревен или пластин d 20 24 см, врубленных в стены ряжа обычно между вторым и третьим венцами ряжа. Венцы, находящиеся ниже дна, образуют нож ряжа, который врезается в грунт.
Дно ряжа делается с зазорами или сплошное. Чем плотнее грунт, тем больше могут быть зазоры; при слабом грунте дно ряжа делается сплошным. В случае установки ряжа на скалистый грунт дна можно вовсе не делать.
Ширина ряжа в направлении оси моста понизу должна быть не менее 0,35 0,20Я, где Я высота ряжа. Высокие ряжи следует делать ступенчатыми фиг. 76.
При сильном ледоходе ряжи снабжаются специальными ледорезами.
При большой высоте моста над горизонтом высоких вод целесообразно применение ряжевых опор с рамной надстройкой. В этом случае пяжевая конструкция выводится лишь на 0,5 1,0 м выше горизонта высоких вод, верхняя же часть опоры делается более дешевого рамного типа фиг. 77.
Изготовление, сборка и установка ряжей могут производиться как летом, так и зимой. При постройке ряжей летом сперва производится сборка ряжа на берегу, после чего ряж спускается на воду, подводится на плаву к месту установки и опускается на дно путем надстройки венцов. Загрузку ряжа камнем следует производить после правильной посадки его на дно. В зимнее время сборка и спускание ряжа производятся со льда. Постройка ряжей зимой удобнее и дешевле.
5 Ледорезы
Для предохранения опор деревянных мостов от повреждений льдинами во время ледохода устраивают ледорезы. Ледорезы располагаются перед каждой речной опорой на расстоянии 2 8 м вверх по течению фиг. 78. в зависимости от скорости течения. При быстром течении ледорезы удаляют от опор на 6 8 м при медленном течении на 2 4 м. На реках с весьма сильным ледоходом один ряд ледорезов может оказаться недостаточным; тогда выше по течению, на расстоянии 30 50 м от первого ряда ледорезов устраивают еще второй ряд аванпостных ледорезов фиг. 78. Аванпостные ледорезы располагаются в шахмат по отношению к основным ледорезам.
Ледорезы могут быть свайными и ряжевыми. Свайные ледорезы применяются наиболее часто, ряжевые ледорезы устраиваются только в тех случаях, когда дно реки не допускает вабивки свай.
а Простейшие ледорезы
Простейшие ледорезы в виде куста свай могут быть устроены в мостах через малые реки со слабым ледоходом. Каждый такой куст составляется из трех и более свай, забитых на расстоянии 1 2 м от опоры. Сваи скрепляются между собою
790
Е. Е. ГИБШМАН
хомутами И8 полосового железа. Верх свай возвышается над горизонтом самого высокого ледохода не менее чем на 0,8 1,0 м. Чтобы верхние концы свай не загнивали, куст покрывают крышкой из кровельного железа или досок. Глубина забивки свай должна быть не менее 3 4 и. На фиг. 79 показан кустовой ледорез из четырех свай
Верх свай срезается наклонно и на них укла-' дывается наклонный элемент, называемый режущим или шапочным.
Принцип работы ледореза с наклонной режущей гранью заключается в том, что льдина, встречая на своем пути наклонную грань ледореза, под влиянием инерции и напора других льдин поднимается по ней и, поднявшись из воды, разла-
Фиг. 75. Конструкция ряжевой опоры
б Плоские ледорезы
Плоские ледорезы устраиваются для защиты узких однорядных опор мостов при слабом или среднем ледоходе,.
Схема плоского ледореза приведена на фиг. 80. Ледорез состоит из ряда свай, забиваемых на
Фиг. 76. Ступенчатый ряж
Фиг. 77. Схема ряжевой опорь с рамной надстройкой
расстояниях 2 2,5 м друг от друга. Глубина забивки свай должна быть не менее 2,5 3 м. Первая по течению свая а, воспринимающая удары льда особенно сильно, усиливается одной или несколькими дополнительными сваями, забиваемыми рядом со сваей а. Эти сваи образуют головную часть ледореза.
мывается от собственного веса. Для наклона режущего ребра i можно рекомендовать следующие значения: при слабом ледоходе от 1 1
до 1 : 1,2, при среднем ледоходе от 1 : 1,5 до 1 : 2, при сильном ледоходе от 1 1,5 до 1 : 2,5.
ВЬ
Si
Я
-300-5000-
-to АванпастнЬе ледорезЫ
Фиг. 78. Схема расположения ледорезок
Верх режущего ребра ледореза должен возвышаться над горизонтом самого высокого ледохода не менее чем на 1 1,5 м, нижний же конец режущего ребра должен быть ниже самого низкого ледохода не менее чем на 0,5 1,0 м.
Режущая грань ледореза обычно укрепляется металлом.
Жесткость конструкции ледореза обеспечивается постановкой подкосов d и схваток с фиг. 80.
Для предохранения подкосов и схваток ледореза от повреждений льдинами боковые поверх-
МОСТЫ МАЛЫХ И СРЕДНИХ ПРОЛЕТОВ
791
Вид состоро ны г оловы
■ 1 L 50x50x7
болт ф 18
' р омут 60x6
о ш л тЯгУти7з
. ' л ' ; ‘ I 1 ‘ ' - 'U.
Li I I. I. 1
План
'Mo
pi Ьмцт 60x6 болт
И 220 - 220 4-
I ■ 1 болтрЪ
t -220 1
HJ50-200rФиг. 79. Кустовой ледорез
.Г.С.в.Л.
J4 i. -
I У202
Ломит 60x6
т _ 18 Л омут 60x6
Фиг. 81. Конструкция плоского ледореза
:. г I I
tf
■ Лт77in 25-Зв
7. ''1т
I77л 230-30Q
LA
200250
Фиг. 80. Схема плоского ледореза
-.-ч-v-,
ГГ' ;ЙГ 1350-400.' - I 1 I 1-2501 l L i Фиг. 82. Схема шатрового ледореза
Фасад
обшивка с одной стороны снятат
,хомут 608
Скоба ф 16
1БолтфЬ
Разрез по 1-1
Уг. 50507
,Хомут 404 'боптфЬ
План ниЖних схваток и свай 2
волтфМ
ИробвлЬнОб Железо uiup, 24-0
6олтфЬ
ЗоптЬфЪ
Хомут 606
болтфЪ
баятЫpfo
Фиг. 83. Конструкция шатрового ледореза
792
Е. Е. ГИБШМАН
ноети ледорева обшивают досками или пластинами.
Конструкция плоского ледореза из пяти свай приведена на фиг. 8.
Для защиты от льда мостовых опор несколько большей ширины плоские ледорезы могут быть уширены путем наклонной забивки свай.
в Широкие ледорезы
Широкие ледорезы необходимы для защиты от ледоходов широких мостовых опор. Для мостов через реки с сильным ледоходом обычно применяют так называемые шатровые ледорезы. Схема шатрового ледореза приведена на фиг. 82. Ледорез образуется из нескольких рядов свай. Сваи среднего ряда срезаются наклонно и по ним укрепляется нож ледореза, состоящий обычно из трех сплоченных между собой бревен, называемых шапочными.
По обеим сторонам от среднего ряда забивают по ряду свай, расходящихся в плане фиг. 83 и образующих уширение ледореза в сторону к
опоре моста. Верх этих свай срезается наклонно и по ним укрепляются наклонные схватки или насадки, примыкающие передним концом к головному кусту свай ледореза.
Непосредственно в наклонные схватки или в положенные на них поперечные схватки упираются короткие подкосы, верхними своими концами подпирающие шапочные бревна ножа ледореза н образующие конструкцию, напоминающую шатер; отсюда и название этого типа ледорезов шатровые.
Вся конструкция ледореза в надводной ее части, т. е. выше горизонта меженних вод, связывается и укрепляется схватками и подкосами.
Шатровая часть ледореза и боковые его грани обшиваются досками или пластинами для предохранения от повреждений льдинами. Шатровый ледорев следует делать шириной сзади на 0,3 0,5 м более ширины мостовой опоры и располагать его выше по течению на 3 б м от крайней сваи опоры.
На фиг. 83 приведена конструкция шатрового ледореза, применяемого на реках с сильным ледоходом.
При большой глубине меженних вод сваи ледореза в нижней части следует связывать между собой подводными подкосами фиг. 83 или металлическими тяжами; желательно также укрепление дна и нижней части свай каменной отсыпкой.
г Ряжевые ледорезы
Ряжевые ледорезы применяются в тех случаях, когда дно реки не допускает забивки свай, на
пример при скалистом, каменистом или, наоборот весьма слабом грунте.
Ряжевые ледорезы устраивают либо отдельно от быка либо же соединяют ледорез в одно целое с быком, учитывая, что благодаря массивности ряжевых опор удары льдин не смогут вредно повлиять на конструкцию моста.
Пример конструкции ряжевого ледореза приведен на фиг. 84.
Изготовление, сборка и установка ряжевых ледорезов производятся так же, как и ряжевых опор.
9. Особенности деревянных мостов в районах вечной мерзлоты
1 Общие сведения
Вечно мерзлым грунтом, или вечной мерзлотой, называется слой земли, расположенный на некоторой глубине от ее поверхности, сохраняющий всегда температуру ниже нуля. В СССР вечная мерзлота занимает значительную площадь, охватывая всю северную часть Сибири.
По своему строению вечная мерзлота представляет собой частицы грунта, связанные льдом.При достаточно мощном слое более 3 м вечно мерзлый грунт, если только предотвращена возможность его оттаивания, является вполне прочным основанием для сооружений. При оттаивании вечная мерзлота обычно превращается в жидкую массу, совершенно не способную воспринимать нагрузку. Верхний слой грунта, прикрывающий вечную мерзлоту, оттаивающий летом, называют деятельным, или активным, слоем.
Вредное действие вечной мерзлоты на деревянные мосты может обусловливаться нагреванием вечной мерзлоты или пучением активного слоя. Вследствие малой теплопроводности дерева наиболее часто наблюдается пучение опор деревянных мостов, вызываемое тем, что активный слой, примерзая в начале зимы к сваям опор, увеличиваясь в объеме при замерзании, поднимает сваи вместе с собой. Кроме того наблюдаются также пучения, вызываемые давлением грунтовых вод.
При пересечении больших рек от пучений страдают главным образом пойменные опоры моста, так как речные опоры и устои защищены от промерзания: первые слоем воды, вторые насыпью.
2 Меры, предохраняющие деревянные мосты от деформаций в условиях вечной мерзлоты
Вредные влияния вечной мерзлоты на деревянные мосты могут быть предотвращены либо путем устранения отрицательных свойств вечно мерзлого грунта либо путем применения конструкций, сопротивляющихся деформациям от пучения.
К мероприятиям первого рода относятся:
1 осушение активного слоя помощью дренажей и
2 устройство мерзлотных поясов.
При устройстве дренажа грунтовые воды на расстоянии 10 20 м выше сооружения пересекаются глиняной перемычкой, врезаемой до слоя вечной мерзлоты фиг. 85. Выше перемычки вырываются водосборная канава и колодцы, засыпаемые камнем и отепляемые сверху глиной с соломой, навозом и др. Вода, собирающаяся в водосборных колодцах, выводится за пределы сооружения помощью отводящих рвов, также заполняемых камнем.
МОСТЫ МАЛЫХ И СРЕДНИХ ПРОЛЕТОВ
793
Другой мерой для задержки грунтовых вод является применение мерзлотных поясов. Мерзлотным поясом называется канава, вырытая поперек тальвега на расстоянии 100 150 м выше сооружения, имеющая ряд глубоких колодцев срубов или бетонных, доходящих до вечной мерзлоты. С наступлением зимы грунт вокруг мерзлотного пояса быстро промерзает на большую глубину и преграждает путь грунтовой йоде, которая, ища себе выхода, вырывается на поверхность земли, образуя наледи.
Глин: перемйчка ' ' 1ианаба.
Вечная Отводящий водосборн. мерзлота рой нолодеэЬ
Фиг. 85. Схема устройства глиняной перемычки, водосборных канав и колодцев
Устранение опасности деформаций может быть также осуществлено заменой пучинистого грунта или его отеплением. Первый способ заключается в том, что котлован для лежневых или ряжевых опор заполняется грунтом, плохо примерзающим к дереву галька, гравий.
Отепление производится путем устройства вокруг опор небольших насыпей из песка, навоза и др., уменьшающих глубину промерзания и предотвращающих образование пучины.
V,
1 4 ■ ' 1
1
I i 1
f
А
А
ч
Фиг. 86. Схемы опор с уменьшенным числом свай
Применение описанных мероприятий на многоводных реках встречает большие затруднения. Поэтому в этих случаях приходится прибегать к конструктивным мерам, предотвращающим появление деформаций моста.
Одной из таких мер является применение ряжевых опор, вес которых настолько велик, что грунт при пучении не может их поднять. При применении свайных опор необходимо стремиться к увеличению давлений, передаваемых на отдельные сваи, и уменьшению периметра их смерзания с грунтом. Это может быть достигнуто уменьшением числа свай в опорах фиг. 86 за счет увеличения их диаметра, а также применением больших пролетов.
В Особенности постройки мостов в районах вечной мерзлоты
Постройка опор деревянных мостов в районах вечной мерзлоты представляет большие трудности.
Рытье котлованов под лежневые или ряжевые опоры следует производить в начале зимы, применяя способ вымораживания. Сущность его заключается в том, что грунт разрабатывается постепенно слоями, причем все время оставляется нетронутой мерзлая корка толщиной 0,25 0,30 м. Для ускорения промерзания грунта
можно применять забивку в дно котлована заткнутых снизу металлических трубок.
Забивка свай в вечную мерзлоту может производиться двумя способами. Более примитивный из них состоит в том, что в грунт забивается металлическая обсадная труба, внутрь которой опускают накаленные куски металла. Оттаивающий грунт из трубы удаляется, после чего трубу вытаскивают, получившееся отверстие засыпают песком и после этого забивают в него сваю.
Более современной является забивка свай помощью паровых игл. Паровой иглой называют прикрепляемую к свае тонкую металлическую трубку, по которой нагнетается пар под ф Я7 ' „ ,
давлением 4 6 атм фиг. 87. свай помощью па-
Растапливая мерзлый грунт, ровой иглы паровая игла дает возможность свае опускаться под легкими ударами ручной бабы.
10. Наплавные мосты
1 Общие сведения
Наплавными называют мосты на пловучих опорах.
В качестве пловучих опор могут быть использованы плоты, понтоны, баржи, плашкоуты.
Наплавные мосты могут выдерживать весьма тяжелые нагрузки груженые железнодорожные вагоны и даже паровозы, однако большой объем необходимых пловучих опор затрудняет устройство наплавных мостов под тяжелую нагрузку; поэтому наплавные мосты применяются, как правило, лишь на безрельсовых дорогах.
Особенностью наплавных мостов является их сезонность. На зиму такие мосты разбирают и уводят в специальные затоны. Иногда однака наплавные мосты эксплоатируются и зимой и их разводят лишь на период весеннего ледохода.
В зависимости от типа пловучих опор наплавные мосты разделяются на: 1 плотовые,
2 понтонные и 3 плашкоутные.
2 Плотовые мосты
Простейшим типом наплавных мостов являются плотовые мосты, состоящие из ряда плотов, перекрытых прогонами, поддерживающими проезжую часть.
Плоты устраиваются из одного или нескольких рядов бревен, стянутых между собой веревками, проволокой и др. и скрепленных также поперечными бревнами или брусьями. Для улучшения обтекаемости бревна плота следует связывать между собой возможно плотнее; в плане же плотам желательно придавать несколько заостренное очертание.
Основным недостатком плотовых мостов являются малая подъемная сила плотов и значительное стеснение реки. При этом подъемная сила плотовых мостов постепенно снижается вследствие насыщения бревен водой и наносов, забивающихся в промежутки между бревнами. Плоты закрепляются на месте якорями, выбрасываемыми с верховой стороны моста. Кроме того во избежание сноса моста ветром с низовой
794
Е. Е. ГИБШМАН
стороны также забрасывают якоря, но не с каждого плота, а через один или два.
Для лучшего закрепления плотового моста иногда между берегами натягивают канат, к которому прикрепляют носовые части плотов.
Конструкция плотового моста приведена на фиг. 88.
где п число плотов;
V объем бревен плота; у удельный вес воды;
Ух удельный объемный вес дерева в плотах.
Объемный вес дерева, принимаемый при расчетах, приведен в табл. 3.
Фасад Разрез по лВ
I wf3WI60-4
15x15
Разрез по 3-г
о'-Шч Гр
350 --И0Я- 350
' План
■ ч Проволока Змм 6 2 нитки
Фиг. 88. Конструкция плотового моста
Прогоны этого моста опираются на каждый плот помощью двух опорных бревен; для уменьшения крена плотов бревна желательно располагать возможно ближе к середине плота. Сопряжение плотовых мостов с берегами наиболее часто устраивается путем планирования берега с тем, чтобы при понижении горизонта вод часть плотов ложилась на землю фиг. 89.
1300
■Цкн
Таблица 3
Объемный вес древесины
Порода
Воздушно
сухая
древесина
Свежесруб-
ленная
древесина
Сосна
650
810
Ель 560
700
Лиственница
МО
790
Ясень.
700
900
Дуб
900
1 150
Вследствие поглощения воды объемный вес древесины в плотах со временем увеличивается на 10 25 в зависимости от начальной влажности, что должно быть учтено при расчете.
3 Понтонные мосты
Понтонными мостами называют разновидность наплавных мостов, опорами которых служат замкнутые, полые внутри ящики понтоны, изготовляемые из дерева, металла и других материалов. Пролеты между понтонами перекрываются прогонами или легкими фермами, поддерживающими проезжую часть моста. Понтоны закрепляются якорями и канатами аналогично плотовым мостам.
Понтонные мосты применяются наиболее часто в условиях военного времени для быстрого устройства переправ через глубокие реки.
4 Плашкоутные мосты
Плашкоутные мосты состоят из пловучих опор в виде деревянных или металлических сосудов плашкоутов, поддерживающих пролетные строения моста фиг. 90. Плашкоуты
Г.В.8.
Г М. В.
береговые плоть слонаблиба-
ют с я без якорей Фиг. 89. Сопряжение плотового моста с берегом
В случае, когда по реке необходимо пропускать суда, в плотовом мосту устраивают выводной элемент.
Несущая способность плотового моста определяется по формуле:
WnViyyJ, 48
обладают большой несущей способностью, позволяющей пропускать по мосту тяжелые нагрузки. Сопряжение плашкоутного моста с берегом осуществляется при помощи эстакады и переходного пролета L фиг. 90, необходимого для обеспечения возможности въезда на мост при различных
МОСТЫ МАЛЫХ И СРЕДНИХ ПРОЛЕТОВ
795
горизонтах воды в реке. Длина переходного пролета L определяется по формуле:
i- 491 шах
где Я наибольшая амплитуда колебаний уровня воды;
лiax предельный уклон для въеэдов на mogt, принимаемый для автодорожных мостов imax 0,04 0,06
L V V
Средняя
ферме
НосоВЬе
Фиг. 90. Схема плашкоутного моста
Для пропуска судов в плашкоутных мостах устраивают специальные выводные секции.
Несущая способность плашкоута определяется по формуле:
IV уоАщаХ 2о, 50
где о площадь днища плашкоута;
тах наибольшее допускаемое погружение; Qо собственный вес плашкоута.
Наибольшее допускаемое погружение плашкоутов обычно ограничивается величиной hmax 1,2 2 м размеры плашкоутов в плане принимаются в пределах Ъ 2,5 6 м, I 12 36 и; длина заостренной части принимается равной 0,5 1,06.
Несущая конструкция плашкоута представляет собою каркас из продольных ферм, расположенных в плоскостях бортов фиг. 91 и ряда поперечных полу рам, называемых шпангоутами фиг. 92, вертикальные элементы которых входят в состав бортовых ферм. В мощных плашкоутах кроме двух бортовых ферм ставят еще третью продольную ферму на оси ’плашкоута.
Снизу плашкоутов укрепляются продольные балки кильсоны, по которым устраивается обшивка из досок. Бортовая обшивка обычно пришивается непосредственно к элементам бортовых ферм.
Конструкция плашкоута под тяжелую нагрузку приведена на фиг. 93.
При расчете конструкции плашкоут может рассматриваться как балка, нагруженная сверху Давлениями от постоянной и временной нагрузок Р и Р0, снизу же давлением воды W фиг. 94. Под действием означенных нагрузок продольные фермы плашкоута работают на срезывание и изгиб.
На фиг. 94 приведены эпюры: давления воды, поперечных сил и моментов, действующих на продольные фермы плашкоута.
БортовЬе фермЬ
Фиг. 91. Схема каркаса плашкоута
Пользуясь этими эпюрами, могут быть определены усилия во всех элементах продольных ферм плашкоута.
Работа всего плашкоутного моста в целом и метод его расчета определяются конструкцией пролетных строений и способом опирания их на плашкоуты.
Простейшей системой плашкоутного моста является цепь ив плашкоутов, соединенных помощью свободно и центрально опертых на них балок фиг. 95.
При нахождении груза Р 1 в центре плашкоута последний погружается на глубину h, определяемую по формуле:
£. 51
где а площадь днища плашкоута.
у;
Шпангоут НилЬсонЬ
т. ш ш ш ш ж
Бортобая
обшивка
убщивка днища Фиг. 92. Схема поперечного сечения плашкоута
При движении груза Р 1 по мосту вследствие разности погружений соседних плашкоутов пролетные строения будут наклоняться, причем предельный уклон п-ro пролета:
■ _ hnl
Ifl
52
где hn и hn1 погружения плашкоутов, поддерживающих п-й пролет;
1п длина пролета.
Линии влияния погружения плашкоута и продольного наклона пролетного строения приведены на фиг. 95.
В случае, если давления от пролетных строений передаются на плашкоуты не центрально, а через борта, плашкоуты будут погружаться не равномерно, а с креном.
При действии на плашкоут груза Р, приложенного с эксцентриситетом , погружение какойлибо точки днища на расстоянии х от центра днища фиг. 96 выражается формулой:
5Р_Ре£с_Р1ех 53
у а hly уа -1- kg 2 ' 7
где к коэфициент, зависящий от высоты плашкоута обычно принимают к 1;
I q2o момент инерции площади днища плашкоута;
q радиус инерции этой площади.
С помощью ф-лы 53 на фиг. 97 построены линии влияния деформаций плашкоутного моста с передачей давлений черев борта.
Для уменьшения погружений плашкоутов и распределения давления от временной нагрузки на большее число опор в плашкоутных мостах под тяжелую нагрузку применяют пролетные строения в виде неразрезных балок или ферм фиг. 98. Расчет плашкоутного моста производится в этом случае как неразрезной балки фермы на упруго опускающихся и упруго поворачивающихся опорах.
о
о
Продольный радреэ плашкоута параллельно борту
Разрез по продольной оси плашкоута,
Вид решетки под палубу
Фиг. 93. Конструкция плашкоута
МОСТЫ МАЛЫХ И СРЕДНИХ ПРОЛЕТОВ
797
р
Г ' 1 1 1. 4
■. птп
1 j
Эпюра W у
'Ж linn
1 ш
ттгтттгЛТПШ
1
ntopa Qh,-Qp-Q 1 Эпюра ;
тй. 1.
Ik.
IlTlTlTrrrTT
Фиг. 94. Эпюра усилий для продольных ферм плашкоута
Фиг. 95. Линии влияния деформаций простейшей цепи
плашкоутов
Эпюра
погружений
плашкоута
Фиг. 96. Действие эксцентричной нагрузки на плашкоут
I. I Линия пв I
'8т
lUHUff
1цния1с , цнцЩИ'
ЧИЙЯГ
Фиг. 97. Линии влияния деформаций плашкоутного моста с передачей давлений через борта
“ПТ
_ i
ц
sNftt
щ
Фиг. 98. Схема плашкоутного моста с неразрезными пролетными строениями
ПРИЛОЖЕНИЕ
Данные о затрате материалов дерева и металла для деревянных автодорожных мостов
Таблица 4
Данные о затрате материалов на пролетные строения балочных мостов по проектам Укргипродора 1931 1932 гг.,
отнесенные н 1 пог. м пролетного строения
I
Н8
Рас
Г2
Г4
Г5
четный
Дерево в деле
В Л43
Металл в кг
Дерево в деле в мЪ
Металл в кг
Дерево в деле в лез
Металл в кг
пролет в м
W
оЗ
Й
СО J3
Й Р V
о
U
о
Q.
о
-4
г
W
ей
Й
СО л
D £
H D
о
-1
о
n.
о
и
D
а
й
Sfi 2 S
н
1
о
-1
о
■
о
и.
CD
W
ей
Й
со J3
CD g О g
И Я
о
Рн
о
р.
о
н
D
JIN
1
аз н о о
И У
о
н
О
ft
о
нч
D
W
ей
й
03 JQ О g 2 ей
a jy
о
Рх
о
о.
о
и
CD
И
о
Д
И
О
V-ч
н
О
0
И
w
и
И
ьн
я
О
П
1
2
3
4
3,25
4.00
5.00 6,50
1.56
1.56
1.56 1,58
0,85 0,91 1,07 ,46
2,41
2,47
2,63
3,04
4.82
4.83
4.83 5,90
5,40
4,59
4,11
10,49
10,22
9,42
8,34
16,39
1.37
1.37
1.37
1.38
0,67
0,72
0,85
1,16
2,04
2,09
2,22
2,54
5.28
5.28
5.28 6,16
4,33
3,67
3,29
8,39
9,61
8,95
8,57
14,55
1.19
1.19
1.19
0,55
0,63
0,98
1,74
1,82
2Д7
4.76
4.76
5,57
3,60
3,51
8,27
8,36
8,27
13,84
798
Е. Е. ГИБШМАН
Продолжение табл. 4
Н6
Н4
Рас
четный
Г4
Г5
Г5
No
Дерево в деле
В М3
Металл в кг
Дерево в деле в м
Металл в кг
Дерево в деле вЛлеЗ
Металл в кг
пролет в м
к
й
ОЭ JQ
S б 2 Лев В Г
а
2
О
S
о
о
п
W
св
й £ о 5 р и
а
2
о
р
р
о
н
D
О
св
£
ее
Рсв И
а
2
О
Pi
Р
о
сн
о
0
и
S
й
2 3
Р 7
а
о
Рн
о
Pi
И
о
D
О
П
к
св
Й
9 о р
а
Сн
о
Р
И
о
Сн
аэ
О
И
св
£
СО.л
s 2 Эй
Р F
а
о и о Pi Р
2
ф
о
д
1
2
3
4
3,25
4.00
5.00 6,60
1.33
1.33 1,36 1,35
0,54
0,63
0,71
1,02
1,87
1,96
2,07
2,37
5.28
5.28
5.28 6,15
3,60
3,52
2,94
8,15
8,88
8,80
8,22
14,30
1.13
1.13
1.13
1.13
0,48
0,53
0,62
0,70
1,61
1,66
1,75
1,83
4.76
4.76
4.76
4.76
3,36
2,93
2,81
2,26
8,12
7,69
7,57
7,02
1,00
1,00
1,00
0,35
0,43
0,52
1,35
1,43
1,52
5.02 5,04
5.02
2,87
2,70
2,02
7,89
-7,74
7,04
Таблица 5
Данные о затрате материалов на пролетные строения балочных мостов американского типа
на 1 пог. м пролетного строения
Н8
; Г4
Н6
; Г4
Н6
; Г5
Расчет
ный
Дерево в деле в ЛС3
Металл в кг
Дерево в деле в м
Металл в кг
Дерево в деле в
Металл в кг
пролет в м
со л
CD fi
05
Р sr
а
о
Сн
о
о.
2
S
св
й
о 5
а
2
О
П.
2
о
св
s
Sg
2
Р ST
а
2
О
о.
о
Р-.
D
£
СО JQ
s в
О о Рсв Р sr
а
о
Сн
О
о
н
D
1,4
св
К £ Р ВС.
а
о
Сн
о
р,
о
Сн
05
S
СО Л
s
2 о
Рсв р
а
о
Сн
О
р.
о
Сн
Ф
О
р
р
о
и
Ml
р
О
Ю
Р
W
И
Р
П
р
О
а
1
2
3
4
2,0
3.0
4.0
5.0
0,78
0,79
0,78
0,79
0,42
0,48
0,53
0,68
1,20
1,26
1,31
1,46
3,71
8,74
3,70
3,77
0,75
0,49
0,47
0,36
4,46
4,23
4,17
4,13
0,64
0,65
0,64
0,65
0,36
0,42
0,48
0,59
0,99
1,06
1Д2
1,23
4.05 4,12
4.05 4,11
0,75
0,49
0,47
0,36
4,79
4,61
4,52
4,47
0,56
0,57
0,56
0,57
0,31
0,36
0,42
0,50
0,86
0,93
0,98
1,07
3,68
3,81
3,70
3,77
0,63
0,42
0,42
0,32
4,31
4,23
4,11
4,69
Таблица 6
Данные о затрате материалов на пролетные строения подкосных мостов по проекта Укргипродора 1932 г., отнесенные на 1 по, м пролетного строения
Расчетный пролет в м
Н8
Н6
Г2
Г4
Г5
Г4
Дерево в деле в Л13
Металл в кг
Дерево в деле
В Л13
Металл в кг
Дерево в деле в м
Металл в кг
Дерево в деле в М3
проеэжая
часть
подкосн.
фермы
всего
проезжая
часть
ПОДКОСН.
фермы
всего
проезжая
часть
подкосн.
фермы
всего
проезжая
часть
подкосн.
фермы
всего
проезжая 1 часть
подкосн.
фермы
всего
проезжая
часть
подкосн.
фермы
всего
проезжая
часть
подкосн.
фермы
всего
1
8,5
1,59
1,48
3,07
4,73
9,81
14,54
1,39
1.1Т
2,56
5,18
7,85
13,03
1,21
0,97
2,18
4,66
7,43
12,09
1
, 1,36
0,97
2,32
2
12,0
1,57
1,40
2,97
4,61
10,16
14,77
1,37
1,12
2,48
5,08
8,12
13,20
1,19
1,04
2,24
4,56
7,84
12,40
1,33
1,00
2,32
3
14,5
1,59
1,50
3,09
4,85
14,50
19,35
1,38
1,19
2,57
5,18
11,61
16,79
1,19
1,11
2,30
4,66
11,44
16,10
1,35
1,02
2,37
4
16,5
1,56
1,57
3,13
4,62
13,0
17,62
1,37
1,25
2,61
5,07
10,43
15,50
1,19
1,17
2,36
4,56
10,34
14,90
1,28
1,10
2,38
5
19,4
1,57
2,10
3,66
4,62
15,98
20,60
1,36
1,62
2,99
5,08
12,83
17,91
““
1,33
1,25
2,57
ГО
Расчетный пролет в м
Н6
Н4
Г4
Г5
Г5
Гб
Металл в кг
Дерево в деле в ле3
Металл в кг
Дерево в деле в м,з
Металл в кг
Дерево в деле
В Л13
Металл в кг
св
£
СО
О о св Р is
W
оЯ
X 2 fcCQ,
О 0
ре
О
н
аэ
О
ю
w
св
3
2 Он св
Р tr
U
О м О Ё
х S л о v Рв
о
н
Г
О
т
св
Й
8й
о о
Р tr
Н
О м
о Я К s Р О Ф р
2
о
о
т
св
Й
со
D Й
о S
Н Й
Р d4
щ
og
к £
Р О D Р
о
Сн
D
О
П
W
св
Й
8й
2s
н S Р tr1
Р
о ч о g К S lPi
о ф ре
о
Сн
о
ю
W
св
Й
Л 2 03 р
W
О g
и S ие. о © ре
2
ф
о
ю
£
S й 2 р
Р
о м о й К
О D
ре
о
Сн
Ф
О
ю
1
2
2
4
5
8,5
12,0
14.5
16.5 19,4
5.18
5.08
5.18
5.08
5.08
1
7,43 12,61 7,78 12,86 7,03 12,21 10,18 15,26 9,04 14,12
1,15
1.13
1.14 1,12 1,21
0,81
0,82
0,91
0,95
1,16
1,96
1,95
2,05
2,07
2,37
4,66
4.56 4,66j
4.56
4.56
7,16
7,37
6.98 6,26
8.99
11,82
11,93
11,64
10,82
13,55
1,01
1,00
1,00
1,00
0,60
0,69
0,71
0,73
1,62
1.70
1.70 1,73
4,91
4,56
4,78
4,70
3,30
7,17
6,46
5,83
8,21
11,73
11,24
10,53
0,86
0,84
0,84
1
0,48
0,57
0,59
1,34
М1
1,42
3,83
3,57
3,48
2,49
485
4,37
6,32
8,42
7,85
МОСТЫ МАЛЫХ И СРЕДНИХ ПРОЛЕТОВ
799
Таблица 7
Данные о затрате материаюв на пролетные строения системы Гау, отнесенные на 1 пог. м пролетного строения
Нагрузка и габарит
Расчетный пролет в м
Дерево в деле в л3
Металл в кг
Наименование проектировавшей организации
Езда
поверх
У
1
Н8Г4
21,6
3,15
196,1
Укргипродор
2
Н8Г4
22,0
4,10
337,0
Уралгипродор
3
Н8Г4
31,15
4,04
150,1
Гипродор
4
Н8Г4
41,40
4,33
200,6
5
Н8Г2
21,20
4,73
235,7
6
Н8Г2
21,5
5,37
236,2
7
Н8Г2
31,15
5,24
233,25
8
Н8Г5
21,6
2,16
126,17
Укргипродор
9
Н6Г4
21,6
2,76
133,81
10
Н6Г4
31,5
3,52
130,8
Гипродор
11
Н6Г4
41,4
3,65
169,0
Езда
ПО н и 3 у
1
Н8Г4
21,6
4,08
188,0
Укргипродор
2
Н8Г4
22,0
5,21
215,5
Уралдоруч.
3
Н8Г4
31,5
4,52
255,0
Ленгипродор
4
Н8Г4
41,6
5,44
467,2
Ленпроектдор
5
Н8Г4
52,5
4,53
286,0
Белгипродор
6
Н8Г2
21,6
4,66
213,7
Укргипродор
7
Н8Г2
31,2
6,20
249,0
Гипродор
8
Н8Г5
21,6
3,20
125,3
Укргипродор
9
Н6Г4
21,6
3,59
139,9
10
Н6Г4
31,5
4,20
160,9
Логипродор
Таблица 8
Данные о затрате материалов на опоры балочных мостов пролетами от 3,25 до 6,5 л по проектам Укргипродора
Высота
Н8; Н6; Г2
к
00
и
сь
Н8; Н6; Го
Н4; Г5
Н2,5;
Гб
опор
Дерево
Ме
Дерево
Ме
Дерево
Ме
Дерево
Ме
Дерево
Ме
в м
в деле в м
талл в кг
в деле
В
талл в кг
в деле в м
талл
В-КЗ
в деле в м
талл в кг
в деле в лз
талл в кг
1
3,0
2,42
1,93
1,89
_
1,35
1,01
2
4,0
3,30
4,98
2,62
3,99
2,5
3,99
1,90
3,67
1,43
2Д5
3
5,0
3,77
25,78
2,93
4,46
20,39
2,92
20,39
2,22
18,97
2,62
3,05
21,62
4
6,0
5,41
35,50
30,07
4,45
80,07
3,36
1
27,52
21,62
Таблица 9
Данные о затрате материалов на деревянные опоры подносных мостов
Пролет подносных ферм в м
Высота опоры в м
Н8;
Г2
Н8;
Г4
Н6;
Г4
Дерево в деле
В Л3
Металл в кг
Дерево в деле в лез
Металл в кг
Дерево в деле
В Л13
Металл в кг
1
6,17
18,9
237
16,4
201
15,9
201
2
8,17
25,6
301
21,0
254
19,9
254
3
12,0
10,17
37,0
431
30,9
382
30,0
382
4
13,5
12,17
43,2
497
37,5
441
35,2
441
5
14,17
51,3
673
49,1
499
40,7
499
6
16,17
62,0
802
58,9
693
61,3
693
7
6,72
39,8
237
16,5
201
17,6
201
8
8,72
26,6
301
21,5
254
21,8
254
9
14,5
10,72
37,0
431
29,5
382
29,0
382
10
16,0
12,72
44,0
497
37,5
441
85,9
441
11
14,72
52,8
673
43,0
499
42,7
499
12
16.72
63,7
802
55,2
693
54,2
693
13
6,92
21,5
237
17,7
201
16,5
201
14
8,92
27,2
301
22,5
254
20,6
254
15
16,5
10,92
38,2
431
32Д
383
28,1
382
16
18,0
12,92
47,5
497
39,9
441
37,3
441
17
14,92
54,7
673
46,6
499
43,2
499
18
16,92
69,5
802
59,7
693
54,3
693
800
В. В. БОЛЬШАКОВ
Таблица 10
Данные о затрате материалов на плоские деревянные ледорезы по проектам Укргипродора
Тип ледореза
Дерево в деле в мз
Металл в кг
На 5 свай
3,16
58,0
7
3,86
61,9
9
6,40
75,8
10
8,82
129,7
Продолжение табл. 2i
Глубина меженних вод в м
Число свай в ледорезе
Полная ширина ледореза в м
Затрата дерева в деле в JH3
15
2,86
24,2
18
St36
27,8
4,0
21
3,36
37,6
24
3,86
42,6
31
3,86
47,0
Таблица 11
Данные о затрате лесоматериала на деревянные ледорезы шатрового типа
Глубина меженних вод в м
Число свай в ледорезе
Полная ширина ледореза в м
Затрата дерева в деле в м
15
2,86
17,9
18
3,36
20,7
1,0
21
3,36
280
24
3,86
31,0
31
3,86
33,5
15
2,86
20,6
18
3,36
23,6
2,0
21
3,36
32,2
24
3,86
36,3
31
3,86
39,4
15
2,86
22,5
18
3,36
26,0
3,0
21
3,36
35,4
24
3,86
40,1
31
3,86
43,9
ЛИТЕРАТУРА
1. Пат он Е. О., Деревянные мосты.
2. Передерий Г. П. и Гнедовский В. И. Мосты, ч. 1, Деревянные мосты, Гострансиздат, 1925 г
3. Митропольский Н. М., Примеры проектирования деревянных мостов, вып. 1, Деревянные мосты, Гострансиздат, 1931 г.
4. Трошихин В.М., Деревянные мосты обыкновенных дорог, Гослестехиздат, 1933 г.
5. Гестеши Т., Деревянные сооружения, Гостехиздат, 1931 г.
6. Гибшман Е. Е., Деревянные автодорожные мосты, Гострансиздат, 1935 г.
7. Уманский А. А., Наплавные мосты, Гостехиздат, 1931 г.
8. Скрябин И. Е., Примеры расчета элементов деревянных мостов, ч. 1, Гострансиздат, 1931 г.
9. Гибшман Е. Е., Альбом проектов деревянных мостов, Гострансиздат, 1934 г.
10. ЦИС НКПС, Деревянные трубы под железнодорожными насыпями, Гострансиздат, 1932 г.
И. Гипродор, Типовые проекты искусственных сооружений автогужевых дорог, Гострансиздат. 1933 г.
12. Цудортранс, Сборник типовых проектов деревянных мостов малых пролетов, ч. 1 3, Гострансиздат, 1932 г.
13. Цудортранс, Сборник типовых деревянных труб под автогужевые дороги, Цудортранс, 1933 г.
14. Цудортранс, Нормы и технические условия проектирования и постройки мостов и труб на автогужевых дорогах, Гострансиздат, 1933 г.
15. Нечаев, Постройка и эксплоатация деревянных мостов простейших типов, Гострансиздат, 1935 г.
16. L a s k u s, H6zerne Briicken, Berlin 1932
17. К е г s t е n, FreitragendeHolzbauten, Berlin 1926
Инж. В. В. БОЛЬШАКОВ
ХШ. СЛОЖНЫЕ СИСТЕМЫ ПЛОСКОСТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ В ПРИЛОЖЕНИИ ИХ К МОСТОСТРОЕНИЮ БОЛЬШИХ ПРОЛЕТОВ
1. Введение
1 Период расцвета деревянного мостостроения
Деревянное мостостроение прошлого достигло своего расцвета в XVIII и первой половине XIX столетий, когда из дерева были созданы выдающиеся мостовые сооружения.
На фиг. 1 изображен деревянный арочный мост через Cascade Gleen пролетом 84 At, построенный в 1849 г. в Америке; на фиг.
2 мост под обыкновенную дорогу пролетом 119 м через реку Лиммат близ Веттингена в Швейцарии, построенный известным специалистом моотового дела Ульрихом Грубенман. Пролет в 119 м наибольший в мире, когдалибо перекрытый деревянным пролетным строением.
Следует еще отметить оставшийся неосуществленным проект городского деревянного арочного моста через р. Неву пролетом 300 м, составленный
механиком Академии наук Иваном Кулибиным. В 1776 г. была испытана модель этого моста в 1ю натуральной величины. Присутствовавший при испытании знаменитый математик Эйлер подтвердил правильность расчетов Кулибина.
В этот же период первая половица XIX в. были изобретены применяемые до настоящего времени основные системы балочных деревянных мостов Тауна и Гау.
Примером применения системы Гау для перекрытия больших пролетов может служить знаменитый мост через реку Мету на б. Николаевской ж. д., построенный в 1844 г. инж. Крутиковым. Мост имел 9 пролетов по 61 м.
2 Упадок деревянного инженерного строительства
Конец XIX и начало XX веков являются периодом бурного развития металлических и железобетонных конструкций во всех областях строи
СЛОЖНЫЕ СИСТЕМЫ ПЛОСКОСТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
801
тельства; в мостостроении больших пролетов дерево было совершенно вытеснено металлом и отчасти железобетоном.
Причинами, вызвавшими потерю деревом его вначения в качестве основного материала для мостов больших пролетов, были:
а неясность статической схемы большинства старых, выработанных практикой систем фиг. 2;
г как следствие недостатков, отмеченных в пп. а, б и в, большой расход материала, значительный вес деревянных конструкций и неэкономичность их;
д малая стойкость дерева в сооружениях, не защищенных от непосредственного воздействия влаги;
е опасность возгорания деревянных, незащи-
Фиг. 1. Деревянный ‘ арочный мост через Cascade Gleen пролетом 84 м
rmmmm
Фиг. 2. Деревянный мост через Лиммат близ Веттингена пролетом 119 м
Фиг. 3. Поперечное сечение моста к фиг. 2
V.Г VC'-; :■- -кгЛ. -. ’
i J
Фиг. 4. Деревянный мост системы инж. Квятковского пролетом 45
однопутную железную дорогу
и под
б трудность осуществления целого ряда новых, рациональных систем ввиду несовершенства применявшихся сопряжений элементов деревянных конструкций;
в кустарные способы производства работ, не допускавшие индустриализации процесса изготовления деревянных конструкций;
щенных элементов, особенно в железнодорожных мостах от паровозных искр;
д расстройство сопряжений от динамического воздействия значительных сосредоточенных нагрузок, особенно в мостах под железную дорогу.
Указанные причины весьма ограничили применение деревянных мостов. Из дерева строились
802
В. В. БОЛЬШАКОВ
лишь небольшие мосты под обыкновенную дорогу, временные мосты на вновь строящихся дорогах, мосты военного значения, т. е. сооружения, в которых не использовались ни малый объемный вес, ни высокая прочность воздушно сухого дерева.
В Возрождение инженерных дереван ных конструкций в новых формах
г
Империалистическая война и связанное с ней громадное увеличение потребности в металле на военные нужды заставили творческую инженерную мысль, вооруженную современными достижениями науки, обратиться к отысканию новых форм для осуществления из дерева промышленных сооружений военного назначения.
4 Современное положение деревянного большепролетного мостостроения в СССР
В период первой пятилетки недостаток металла, расходуемого в первую очередь на машиностроение и транспорт, диктовал необходимость расширить об-' ласть применения дерева и заменить им металл везде, где эта замена дает значительный экономический эффект и целесообразна с технической точки зрения, т. е. возможна без ущерба для качества сооружения.
Одной из таких областей является мостостроение больших пролетов. Запросы развивающегося городского и дорожного строительства, с одной стороны, и требования Наркомвода в отношении подмостовых габаритов с другой, выдвинули задачу перекрытия пролетов в 50, 80, 100, 120 и даже 150 м.
За последние годы был разработан ряд проектов, имевших целью расширить пределы применения дерева в мостостроении.
Среди этих проектов отметим следующие:
1. Проект моста пролетом 45 м под однопутную железнодорожную колею системы инж. Квятковского фиг. 4. Деревянные фермы моста имеют параллельные пояса и треугольную решетку. Узловые сопряжения выполнены на специальных вкладышах, в основу которых положен принцип гладких кольцевых шпонок Тухшерера. Мост был осуществлен и при испытании показал вполне удовлетворительную жесткость.
2. Проект моста пролетом 52,5 м под автогужевую дорогу, разработанный Цудортрансом. Фермы моста параболического очертания с раскосной решеткой. Узловые сопряжения законструированы на болтах и гребенках металлических накладках со шпонками фиг. 5.
3. Ряд других мостов того же пролета с полигональными фермами и узловыми сопряжениями на гвоздях; с фермами криволинейного очертания и решеткой типа Гау; с комбинированными фермами типа Лангера и др.
СЛОЖНЫЕ СИСТЕМЫ ПЛОСКОСТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Анализ деревянного мостостроения показал, что при имевшихся в распоряжении конструктора типах соединения дальнейшее увеличение пролета встречает значительные, подчас непреодолимые трудности.
Кроме того не были найдены способы увеличения долговечности деревянных мостов и сохранности материала даже в пределах 40 50 лет эксплоатации моста.
Последние работы сектора деревянных конструкций ЦНИПС и Института пути НКПС выявили совершенно новые возможности сопряжения элементов деревянных конструкций большемерные гвозди крестового сечения, вубчато-кольцевые шпонки, пластинчатые нагели и предохранения дерева от гниения консервирование последующего действия.
Использование этих возможностей с применением новых рациональных систем и лндустриализацией всех.этапов производства позволяет считать проблему большепролетного капитального деревянного мостостроения принципиально разрешенной.
2. Сложные комбинированные1 системы мостов больших пролетов
1 Характеристика
Сложные комбинированные системы представляют собой сочетание простых систем с дополнительными стержнями или другими простыми системами. Из всего многообразия сложных систем, применяемых в мостостроении, для деревянных мостов наибольшее значение имеют комбинации сплошной или сквозной балки с многошарнирной гибкой аркой.
Cfkamue
жений растянутых элементов нецелесообразно и ограничивается легкими сооружениями эстакадного типа с небольшими пролетами фиг. 9. Но и в этом случае конструкция для уменьшения количества стыков в растянутом поясе этой системы требует обычно применения длинномерного леса. Отсюда ясны те затруднения, которые вызывает применение такой системы для мостов: больших пролетов.
Фиг. б. Схемы комбинированных безраспорных систем
Системы эти могут быть безраспорными, балочными, когда распор арки воспринимается жесткой балкой фиг. 6, а, б, в, или распорными, еслираспор арки передается опорам фиг. 7, а, о, в.
Применение систем, представляющих комбинацию балки с изогнутым дополнительным стержнем, работающим на растяжение многошарвирной цепью фиг. 8, в чисто деревянных конструкциях ввиду трудности осуществления сопря
1 Вопрос о целесообразности применения комбинированных систем в деревянных мостах больших пролетов впервые был выдвинут проф. Стрелецким Н. С. в 1922 г. См. НКПС, Труды мостовой подсекции, сборник 1, Вопкосы деревянного мостостроения, изд. 1923 г.
а
ияиваавваяаяайаазвавва
СЖатие
Фиг. 7. Схемы распорных комбинированных систем
Кроме того рассматриваемая система обладает еще одним существенным недостатком: наличие подпружной цепи уменьшает подмостовый габарит в примере на фиг. 9 в месте пересечения эстакады с дорогой нижний растянутый элемент цепь пришлось заменить аркой.
Напротив, применение комбинированных систем с растянутым стержнем цепью в смешанных конструкциях висячих мостов фиг. 10 вполне целесообразно.
В соответствии с особенностями каждого из материалов цепь выполняется из металла, а балка жесткости из дерева. Примерами такой конструкции могут служить швейцарские мосты изображенные на фиг. 11 и 12.
Ж
3
X
X
X
X
X
X
X
Гг 't fr
1
Фиг. 8. Схема комбинированной системы с растянутым дополнительным стержнем подпружной цепью
2 Области применения различных комбинированных систем
Области применения висячих мостов смешанной конструкции с деревянными фермами жесткости те же, что и мостов с металлическими фермами. Неоспоримое преимущество этих систем перед другими в ряде случаев мосты над глубокими ущельями и т. п. определяется возможностью навесной сборки с использованием для этого кабеля-цепи.
Основной областью применения комбинированных систем являются мосты больших пролетов городского типа и под автогужевую дорогу.
Значительно менее целесообразно применение этих систем ввиду меньшей жееткости их по сравнению с простыми балочными для железнодорожных мостов, воспринимающих значительные динамические сосредоточенные нагрузки.
804
В. В. БОЛЬШАКОВ
V.
Фир. 9. Откаточный ■ мост в Шмидсберге, построенные фирмой Тухшерера в Германии
3 Распорные системы
Из приведенных комбинированных систем для деревянных мостов оптимальными являются распорные системы.
Фиг. 10. Схема висячего моста
Из трех схем распорных систем, изображенных яа фиг. 7, первая ферма Бурра широко применялась в мостостроении прошлого. На фиг. 13 представлен мост через р. Живро в Швейцарии пролетом 60 м, построенный по этой схеме в 1854 р.
На фиг. 14 показан другой мост той же системы в период постройки в Америке.
Характерным отличием фермы Бурра от других схем, приведенных на фиг. 7, является наличие высокой фермы, в которую почти целиком вписывается относительно низкая арка.
Такие конструкции обладают следующими недостатками: а сохраняют основные недостатки простых балочных ферм в применении их к мостам больших пролетов
б совместная работа арки с высокой и жесткой
фермой невыгодна вследствие малой величины коэфициента у распределения нагрузки между аркой и балкойа. Передача на арку всей постоянной нагрузки может быть достигнута только путем искусственной подтяжки, осуществление которой в этой системе несомненно осложняет конструкцию.
Две других схемы фиг. 7, имеющие в отличие от фермы Бурра низкую ферму жесткости и высокую арку, избавлены от указанных недостатков. Применение их вполне целесообразно.
Путем надлежащего конструирования и выбора метода сборки вся постоянная нагрузка легко может быть передана на сжатую арку. Распор
1 См. стр. 812.
См. стр. 810.
Фиг. 11. Висячий мост с фермой жесткости черев р. Року бляг Колдомбей; прожег 64 2
построен в 1884 г.
СЛОЖНЫЕ СИСТЕМЫ ПЛОСКОСТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
80S
Фиг. 12. Висячий мост через р. Инн близ Брайля; построен в 1910 г.; пролет 168 м
Фиг. 13. Мост распорной комбинированной системы через р. Живро; пролит 60 м
Фиг. 14. Мост с фермами Бурра в Америке в перво постройки
S06
В. В. БОЛЬШАКОВ
арки наиболее нагруженного элемента системы непосредственно воспринимается каменными или железобетонными опорами, что уменьшает возможные деформации системы при недостаточной надежности' опор.
Ферма жесткости, работающая только на временную нагрузку, получается достаточно легкой.
Распорные системы менее пригодны для многопролетных мостов, так как распор требует устройства дорогих массивных промежуточных опор вместо деревянных.
Увеличение стоимости опор может оказаться значительнее экономии, получаемой от применения распорных систем для пролетных строенийх.
Областями, в которых применение распорных систем представляется наиболее целесообразным и дает несомненные преимущества перед другими системами, являются:
1 однопролетные мосты отверстием 50 200 м с каменными или железобетонными устоями, особенно в горных местностях, где в зависимости от рельефа берегов могут быть применены схемы 6 или в фиг. 7;
2 городские мосты пролетом 100 250 м, расположенные на реках средней ширины например р. Москва с движением городского транспорта трамваи, авто в одном или двух ярусах фиг. 30 и 31 по схеме в фиг. 7.
Здесь особенно нежелательны промежуточные ороры, сужающие русло реки и стесняющие интенсивное движение по ней судов. Однопролетный арочный мост здесь предпочтительнее также и в архитектурном отношении.
При наличии одетых-намнем повышенных набережных устройство усиленных береговых опор не представляет ни технических, ни экономических трудностей; в то же время распорная схема позволяет заменить металлическое или железобетонное пролетное строение деревянным.
По сравнению с железобетонным пролетным троением, более тяжелым и требующим весьма массивных опор, деревянное представляет еще ■преимущества внесезонности и исключительно быстрых темпов возведения; реальный срок окончания постройки деревянного пролетного строения моста пролетом до 200 м один зимний сезон.
4 Безраспорные системы
Безраспорные системы фиг. 6 в отношении опорных закреплений ничем не отличаются от обычных балочных ферм и представляют собой внутренне статически неопределимые ввиду наличия третьего пояса системы с одной неизвестной.
Воопринятие распора арки фермой жесткости несколько осложняет конструкцию и делает ее в части пролетного строения менее экономичной, чем распорные ’ системы, зато отсутствие внешнего распора позволяет использовать ее для многопролетных мостов с большими пролетами.
Из трех схем, изображенных на фиг. 6, для деревянных мостов имеют значение схемы б и в. До настоящего времени все имеющиеся проекты таких мостов осуществлялись по схеме
1 Окончательное суждение в этом вопросе может быть получено лишь после сравнительной проектировки многопролетных мостов с пролетными строениями различных систем и для различных пролетов. Применение распорных систем может оказаться целесообразным в отдельных частных случаях многопролетных мостов: например в трехпролетном мосте со средним разводным пролетом, где солидная конструкция промежуточных опор обусловливается паличием разводной части.
фиг. 6,6. В этой схеме распор арки воспринимает ся нижним поясом фермы жесткости; верхний пояс работает преимущественно на временную нагрузку.
В арке по схеме фиг. 6, б искусственным перераспределением усилий путем замыкания верхнего пояса после передачи на арку постоянной нагрузки можно добиться работы нижнего пояса на временную и всю постоянную нагрузку, а верхнего только на временную.
Достоинством схемы фиг. 6, б является наибольшая возможная при данной высоте стрела подъема f арки, т. е. теретически наиболее выгодное размещение большой части материала по периметру фермы.
Недостатками этой схемы с точки зрения конструирования являются:
1 передача распора только на нижний пояс, что вызывает в нем большие растягивающие усилия и осложняет конструкцию как самого растянутого элемента, так и острого опорного узла;
2 разное сечение поясов фермы жесткости,, что представляет значительные неудобства при конструировании узловых сопряжений.
Эти недостатки устраняются в схеме фиг. 6, в, где распор передается на оба пояса фермы жесткости. Если в процессе сборки системы 8 придать ей конструктивный строительный подъем для передачи всей постоянной нагрузки на арку, то усилие в каждом из поясов будет равно половине распора системы от постоянной нагрузки.
В результате при действии временной и постоянной нагрузок пояса работают только на растяжение, без продольного изгиба, максимальные усилия в них незначительно разнятся друг от друга и по абсолютной величине существенно меньше чем усилие в нижнем поясе системы, выполнен, ной по схеме фиг. 6, б.
Это облегчает конструирование растянутых поясов, позволяет их делать одинакового сечения и стандартизировать узлы.
Опорный узел фермы по схеме фиг. 6, в, выполняемый в виде трехлобовой врубки 4, конструируется проще, чем фермы по схеме фиг. 6, б.
Недостатком по сравнению с системами по фиг. 6, б безраспорных систем по фиг. 6, в является уменьшение стрелки подъема арки, вызывающее некоторое увеличение распора Н.
б Генеральные размеры
Вопрос о выборе генеральных размеров большепролетных деревянных мостов комбинированных систем в настоящее время не имеет окончательного проверенного практикой решения.
Необходима не только дальнейшая теоретическая проработка вопроса путем проектирования объектов, но и, что особенно важно, опытная проверка их на практике.
Однако на основе проведенного в СДК ЦНИПС эскизного проектирования мостов больших пролетов 6 и некоторой аналогии с металлическими мостами можно пока установить следующие соотношения основных размеров: для безраспорных систем фиг. 6,6, в:
X _ J I Ъ. - 1 L
г 5,5 7 ’ I 20 30 ’
Подробнее см. стр. 813.
В мостах больших пролетов при определенных соотношениях в размерах частей фермы.
См. ниже проект моста пролетом 84 м.
5 Описание их см. на стр. 818 и 833.
СЛОЖНЫЕ СИСТЕМЫ ПЛОСКОСТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
807
для распорных систем фиг. 7, б, в:
1 _ 1. 1 -
I V 7,5 ’ I 16 25
для висячих смешанные мосты систем фиг. 10:
_ 1 1. h_ 1 1
Т 8' 10’ i 16 80
Выбор генеральных размеров в каждом отдельном случае зависит от пролета, характера временной нагрузки, требуемой жесткости и т. п. и должен производиться на основании ряда предварительных ориентировочных подсчетов.
При значительной временной нагрузке относительную высоту балки жесткости следует брать больше; с увеличением пролета влияние временной нагрузки уменьшается, чтр позволяет уменьшить значение.
Во всех случаях должна быть обеспечена достаточная жесткость пролетного строения. Наибольший упругий прогиб от невыгоднейшего загружения временной нагрузкой, который имеет место около пролета, не следует допускать
больше I1.
в Методы расчета комбинированных систем
Рассмотренные выше комбинированные системы являются статически неопределимыми системами2 с одной лишней неизвестной. Расчет их производится по соответствующим методам строительной механики 8. За лишнюю неизвестную лучше
По теореме Мора при одинаковом модуле упругости всех стержней:
NnNnln
я
Ж1п
1
где Н горизонтальная проекция усилия в арке распор;
Nn усилие в некотором стержне основной системы фиг. 16, б от действия груза Р;
Nn усилив в том же элементе от двух сил Н 1 фиг. 16, в4;
1п и Fn длина и соответствующая площадь поперечного сечения элемента п. Знак 27 в числителе и знаменателе ф-лы 1 распространяется на все элементы системы.
Фиг. 15. Дважды статически неопределимая распорная комбинированная система
всего принимать горизонтальную проекцию уск лия Н распор в арке или цепи. Определение усилий в стержнях производится при помощи линий влияния. Принципы расчета состоят в следующем;
а Точный метод
Для ойределения усилий в отдельных стержнях системы при данной нагрузке прежде всего необходимо найти величину неизвестной Н.
Величина Н в общем случае может быть определена при помощи основной теоремы Мора.
В качестве примера рассмотрим распорную комбинированную систему, нагруженную силой Р фиг. 16, а.
1 Определение прогиба комбинированных систем см. ниже Методы расчета.
а В отношении схемы фиг. 7, в это утверждение верно, если в местах пересечения арки с фермой жесткости распор не передается на ферму жесткости и соединение узлов арки и фермы осуществляется вертикальными подвесками-распорками. При наличии общих узлов в месте пересечения как например в схеме фиг. 15 такая система будет дважды статически неопределима, а конструкция по схеме фиг. 7, а четырежды статически неопределима.
з Подробнее см. Промстройпроект, Справочник про
ектировщика, т. II, Филоненко-Бородич
М. М., Основы теории работы упругих сил, Гостехиздат,
1932 г., Тимошенко С. П., Статика сооружений,
ч. 1, изд. 1931 г.
Фиг. 16. Схемы к расчету распорной комбинированной системы
Усилия Nn и Nn легко могут быть найдены обычными способами аналитически или построением диаграммы’ Кремоны.
Полагая силу Р 1 и определяя значения Я при положении этой силы последовательно во всех промежуточных углах фермы, получим ординаты линии влияния Я под этими узлами.
Как видно из ф-лы 1, для определения Я необходимо предварительно задаться сечениями элементов фермы. При вычислениях удобнее брать не абсолютные значения площадей Fnt а их отношение к некоторой площади Fe, за которую лучше всего принять площадь одного из основных элементов например пояса фермы жесткости.
После определения усилий в элементах системы на основе найденного значения Я необходимо произвести окончательный подбор сечений всех элементов и повторить расчет снова, приняв исправленные величины Fn.
Обычно этот последний расчет является окончательным, достаточным для разработки рабочего проекта.
Разрез через арку проведен в середине пролета; для ясности чертежа каждая из сил Н 1 обозначена в виде двух сил, симметричных относительно сечения арки.
808
В. В. БОЛЬШАКОВ
Для нахождения ординат линии влияния Я более удобен метод ее построения как упругой линии прогиба основной системы от нагрувки силами Я 1 г. Рассмотрим этот метод на примере безраспорной комбинированной системы, имеющей арку параболического очертания фиг. 17. Уравнение линии влияния Я может быть представлено в виде:
рн
У т
ии
2
где дрн ордината прогиба рассматриваемого уела основной системы от действия двух сил Я 1 фиг. 17,6;
' хт2 у
нн 2 WF перемещение по направлению Я в месте разреза арки в ключе от действия тех же двух сил Н 1.
жесткости с параллельными поясами это приближение, сильно упрощая расчет, дает достаточно точное вначение Я.
Упругие грузы в узлах кит верхнего и нижнего поясов выразятся в этом случае величинами;
У ,3.
h hiTT.JPy. 9 t
h hEFk AOm 1
V I m
hEFk 9
. V
h'EFm e
30
ft h'EFn
где a длина панели;
Fh и Fm сечения элементов нижнего и верхнего поясов, расположенных против узлов тик. Остальные обозначения по фиг. 17, а 8. Обычно выражения упругих грувов 3 и 3' умножают на величину EFe, где Fc некоторая произвольная площадь. При постоянном а одинаковом сечении поясов можно принять:
F Fl F
л с к т
Н' ft
Основная система под действием сил Н 1
Фиг. 17. Схемы к расчету безраспорной системы
Воздействие силы Я 1 на ферму жесткости сводится к ее нагрузке силами Z, представляющими усилия в подвесках, двумя горизонтальными сжимающими силами Я 1, приложен ными в местах сопряжения арки с фермой жесткости, и двумя вертикальными силами 4Z в этих же узлах фиг. 17, в.
Линию влияния распора Я можно построить как линию прогиба основной системы от действия сил Н 1 при помощи диаграммы Виллио, по способу шарнирного многоугольника или же методом упругих фиктивных грувов 2.
б Упрощенный расчет
При первоначальном определении Я можно пренебречь деформациями решетки. В случае фермы
1 См. т. II справочника.
2 Том II справочника, стр. 322. Прокофьев И. П., Теория сооружений, т. I, вып. II, МюллерБ р е с л а у, Графическая статика, т. II, ч. 1, изд. 1910 г., Т и м о ш е н к о С. П., Курс статики сооружений, т. 1, изд. 1931 г.
тогда:
EF. Ч
БР, -„ £. 4'
Рассматривая пролет I как балку на двух опорах, нагруженную грузами wk имт, умноженными на EFe, найдем линию прогибов нижнего пояса как эпюру изгибающих моментов этой балки фиг. 17,г с ординатами, увеличенными в EFC рае. Разделив их на величину
EFA 2
получим линию влияния Я.
При одинаковом модуле упругости Еп всех стержней системы:
2 it 5
з Для распорных систем мы будем иметь аналогичные выражения упругих грузов, см. фиг. 16, а, фиг.
7, б, в.
СЛОЖНЫЕ СИСТЕМЫ ПЛОСКОСТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
809
От действия сил Н 1 усилие в элементе т поэтому при постоянном моменте инерции 1 арки фиг. 18: балки жесткости:
т COS fa
cos am
Усилие в подвеске т:
п Н tg 1щ tg tg аот tg ате1 7
Полагая, что площадь элементов арки Fam меняется пропорционально усилию в арке
F Fa
ат СОЗ я ’
где Fa площадь среднего горизонтального элемента арки, и что сечение подвесок постоянно Fem Fz, а длина их zm, получим:
2ж“”й
V - F - 4-
1 JLI COS2 am Fa ■
2Zm tg m tg
где Nn и ln усилия от
сил
Я 1. и соответственно длины элементов фермы жесткости.
При одинаковом сечении поясов фермы жесткости и параболическом очертании арки, пренебрегая деформацией решетки фермы жесткости и подвесок и упрощая выражение 8, получим:
2
ЕРА.
❖
ha
Ъ
h
Fa
9
все обозначения ■ принятые- выше; ij горизонтальное расстояние между точками прикрепления арки в ферме жесткости1.
Если ферма жесткости заменена сплошной балкой, то I
Н О
2 2
Mndx
EI
Ь
C0S2 amEFjc гта tg Q-т tg Ощi
EF.
6
m,a
rf0rM I
j tk j J L_U I 10
Изгибающий момент Мн в сечении х балки жесткости от действия сил Я 1 выражается величиной фиг. 19:
Мн 1у,
is ■■
соз аот чя ч tg m tg aOTj
Пт Ч П Vm q Mm
Urn т
т,к-гшь
и
м
f,QT,QT' tg
Dn -
Qn
sin p
in -L
D sin V
Фиг. 18. Линии влияния безраспорной комбинированной системы
1 Для удобства подсчетов при одинаковой длине нелей I можно умножить как выражения упругиу
Я2
грузов 4 и 4', так и днияз. величину ; тогда формулы примут вид:
EFc Wj. ук; EFC - Um ym;
И
При параболическом очертании арки:
У - х 1 х
I I
тт-жг4 881
IbEI
12
m
Fa
Подробнее см. указанный выше труд Мюллера-Бреслау.
0 0 В общем случае интеграл может быть прибли-
810
В. В. БОЛЬШАКОВ
женно заменен суммой и вычислен по правилу Симпсона:
нижнего пояса:
1- Mdx
Зг-2
15'
У
Ах
'EY
13
где Ах можно принять равным длине панели а фиг. 19.
Поперечная сила в любом сечении системы:
Q Ql H tg ат, 16
где Qn поперечная сила в сечении п п простой
балки на двух опорах А и В фиг. 18.
Ординаты линий влияния усилий в восходящем раскосе вычисляются по формуле:
Q 17
sin р
в нисходящем раскосе знак в ф-ле 17 нужно изменить на обратный.
в Приближенные формулы
Рассматривая линию влияния Я как непрерывную кривую, можно приближенно заменить ее параболой со стрелкой:
z 16 1®
В этой формуле у коэфициент распределения нагрузки между аркой и балкой, определяемый по формулам:
1 для распорных систем фиг 7 б, в:
. ,15. м. а Fe ’ 116 2 I’WT
где Fe сечение пояса см. выше; Fa сечение арки в ключе
19
для схемы фиг. 7, б
х ; h i;
2 для безраспорных систем фиг. 6, б, в.
а для схемы фиг. 6, в опоры расположены на _ - половине высоты фермы жесткости; сечения
Согласно ф-лам 6 и 7 ординаты линии влия- поясов фермы жесткости равны F F FY ния элемента т получаются умножением ординат г в 4 ег
линии Я на ■ „З: - для элементов арки и на У тт h2 г 1 т F ; 20
'Фиг. 19. Деформации безраспорной ком бинированной системы
Построив линию влияния Я, легко найдем линии влияния остальных элементов фиг. 18.
COS
, , 15 h Гп V ,. , 16 2 Fel tg ат tg am1 для элементов подвески. 16 L 3 12
Ординаты Пн параболической линии влияния Ж Таблица 1
М
Р
х
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45
0,50
Множитель 1
V ■
0,03563
0,06750
0,09563
0,1200
0,14063
0,1575
0,17063
0,1800
0,18563
0,1875
Множитель у у
Примечание. Другая половина линии влияния симметрична.
б для схемы фиг. 6, б сечения поясов фермы
Изгибающие моменты в узлах тик поясов
лам:
Мт Мт Нут; 14
фермы жесткости определяются по формулам: жесткости различны:
Мт Мт И-Ут МкМ- Нук,
Й‘
14 У F lenFjjl
где Мт и Мк моменты простой балки на двух F ’ 8 L 3 1 Fa J
опорах А и В фиг. 18.
Усилия в элементах поясов: верхнего пояса:
мт
. 21
т h
В ф-лах 19, 20 и 21 обозначения прежние.
Ординаты гн параболической линии влияния Я по ф-ле 18 приведены в табл. 1.
СЛОЖНЫЕ СИСТЕМЫ ПЛОСКОСТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
811
Площадь линии влияния распора Я:
О
2. 8 г;
при полном вагружении всего пролета равномерно распределенной например постоянной нагрузкой:
И. у
8 7
22
Имея линию влияния Н, легко построить на основании предыдущего все остальные линии влияния.
Для предварительной проверки принятых сечений элементов фермы жесткости следует построить линии влияния для момента в четверти и половине пролета, для поперечной силы у опор, в четверти и половине.
Для предварительного подбора сечений арки и поясов можно приближенно принять :
а распор от загружения всего пролета постоянной нагрузкой д и временной р:
д р I2.
8
23
б изгибающий момент в четверти пролета от рагружения половины пролета временной нагрузкой:
24
в усилия в поясах фермы жесткости: в распорных системах:
и ш- 25
в безраспорных системах: по схеме фиг. 6, в:
п _л ff0,5p I2 j р18 ос
и- 167 64Л’ 26
по схеме фиг. 6, б:
uij. М
0Ц. 1.28
7 Прогиб комбинированных систем
Определение упругого прогиба узла к фермы жесткости от данной нагрузки производится по теореме Мора по формуле:
NnNnln EFn '
29
где Nm, усилие в элементе п основной системы см. выше от груза Р 1, приложенного в узле по направлению искомого перемещения;
Nn усилие в том же элементе от действия на комбинированную систему данной нагрузки.
Для определения максимального прогиба узла к должны быть известны участки загружения пролета временной нагрузкой.
В противном случае необходимо построить линию влияния прогиба узла к.
Построение это выполняется на основании следующего.
Прикладывая вертикальный груз Р 1 в уэле к арочной фермы, найдем усилия в стержнях фермы жесткости и соответствующие им
1 Это приближение достаточно верно при значении у 0,90 и в тех случах, когда вся постоянная нагрузка д передается на арку, что может быть достигнуто путем искусственного перераспределения усилий см. нише.
выражения упругих грузов. Построив эпюру моментов от этой фиктивной нагрузки, получим линию прогиба системы, вызываемого действием силы Р 1. На основании принципа взаимности перемещений эта линия будет являться линией влияния перемещения 5.
Наибольший упругий прогиб середины арочной фермы приближенно получим как прогиб фермы жесткости от ее загружения той долей нагрузки, которая на нее приходится:
32
.max 5ql.
2 '384ЖГ 4“У
Момент инерции приближенно может быть принят:
j Fftz
2 ‘
Прогиб в четвертях пролета имеет наибольшее значение при загружении половины пролета временной нагрузкой фиг. 19 и слагается по методу Андрэ из следующих величин:
а прогиба фермы жесткости от нагрузок д
й4 Т
I ш ’514 iг; 34
б прогиба полупролета 1г под нагрузкой
Р
A-f :
:
, _5_ Pili_ I JL pli 384 ‘ 'EI 32 ' 384 EI
f2 ' Jl-ff t35
Полный прогиб в четверти пролета:
1, Я,,Га
384 ' Е т у Ь
lpl-rt32- 36
Амплитуда колебаний точки в четверти пролета:
2 _ 5
4
5 pi о Q
16 1 - у 6 144 ‘ EI 1 ;
Кроме прогиба fynp от деформации элементов системы мы будем иметь в ней прогиб fcde, вызванный деформациями стыков и узловых сопряжений. Этот последний будет складываться из прогиба от рыхлых деформаций, вызванных неточностью пригонки отдельных частей и остаточными деформациями соединений и прогиба от упругих деформаций соединений.
Деформации fcde вызовут в статически неопределимой комбинированной системе кроме добавочного прогиба некоторое перераспределение усилий в стержнях.
Точное определение этих изменившихся усилий представляется затруднительным, так как, с одной стороны, величина рыхлых деформаций в сопряжениях весьма сильно зависит от качества изготовления и сборки конструкции, а с другой, закон изменения и величины упругих деформаций различного вида связей в зависимости от нагрузки недостаточно изучены.
Однако, полагая приближенно, что сопряжения равнопрочны элементам и что деформации в сопряжениях при нагружении поясов фермы жест-
В. В. БОЛЬШАКОВ
костя или арки до среднего напряжения 80 кгсм равны ориентировочным значениям А деформаций, приведенным для сопряжений различного типа в ТУ и Н, можно приближенно определить расчетную величину сечения поясов фермы жесткости или арки по формуле:
39
F
расч Za
0,00081
где 2А оумма деформаций в соединениях на всей длине пояса или арки;
I длина пояса или арки.
Вычисленными таким образом приведенными сечениями поясов и арки можно пользоваться при определении коэфициента у распределения нагрузки между поясами фермы и аркой и при исчислении прогибов системы.
3. Основные предпосылки для применения сложных комбинированных систем в деревянных конструкциях больших пролетов
1 Криволинейность верхнего пояса
Целесообразность применения описанных комбинированных систем обусловливается и подтверждается следующими соображениями.
При увеличении пролетов деревянных балочных ферм с параллельными поясами до 40 50 м усилия в решетке настолько возрастают, что конструирование узлов при существующих типах соединений встречает непреодолимые трудности.
Объясняется это соответствием этой системы специфическим особенностям материала. Дерево эффективнее всего используется в работе н а сжатие; стыки сжатых элементов осуществляются наиболее просто лобовым упором в торец. При параболическом очертании фермы вся постоянная нагрузка передается на верхний сжатый и нижний растянутый пояса.
В мостах больших пролетов постоянная нагрузка получает преобладающее значение, что позволяет сконцентрировать материал в мощном сжатом верхнем поясе и использовать его таким образом наиболее выгодно.
Одновременно хорошо используется еще одно положительное свойство дерева его большая
удельная крепость при продольном изгибе
где у объемный вес дерева.
Однако, несмотря на перечисленные ценные качества, рассматриваемые фермы в применении к большим пролетам в особенности при дальнейшем увеличении последних не избавлены от ряда недостатков:
а Вследствие криволинейного очертания верхнего пояса длина элементов решетки и угол их наклона меняются весьма значительно, что исключает стандартность размеров элементов и угловых сопряжений; конструирование некоторых из них осложняется острым углом примыкания раскосов к поясам.
б При увеличении пролета и необходимости сохранить длину панели в определенных пределах из условия конструирования проезжей части угол наклона раскосов выходит за пределы
©
Фиг. 20. Схемы балочных ферм с криволинейным очертанием верхнего пояса
Вместе с тем сама решетка получается весьма массивной; при большой высоте фермы 7 8 л элементы решетки требуют устройства стыков и вся ферма получается тяжелой и неэкономичной.
Весьма показательны в этом отношении распространенные у нас фермы Гау. Однако и для других систем с параллельными поясами на кольцах Тухшерера, Тауна указанные пролеты являются, повидимому, предельными и требуют перехода к фермам с криволинейным очертанием верхнего пояса по квадратной параболе, кругу и т. п. В таких фермах постоянная нагрузка целиком воспринимается поясами, усилия в решетке уменьшаются, решетка получается более легкой и облегчается конструирование узловых сопряжений. В зависимости от пролета решетка фермы может быть простой раскосной или при больших панелях треугольной со шпренгелями фиг. 20, а, б. Примерами применения ферм указанного типа являются: мост под автогужевую дорогу в Сиаме с тремя пролетами по 60 ж фиг. 21 и 22, а также упомянутый выше проект моста, выполненный Цудортрансом фиг. 5.
Деревянные фермы с криволинейным верхним поясом, так называемые сегментные, пролетом до 36 м за последние годы широко применялись в СССР в гражданском и промышленном строительстве и зарекомендовали себя как весьма экономичная и целесообразная конструкция.
оптимального. Чтобы сохранить нормальный наклон раскосов, приходится прибегать к устройству шпренгелей, осложняющих конструирование решетки.
в С возрастанием высоты фермы например Ti 1
при I 84 м и -у -у-; h 12 м длина элементов решетки весьма возрастает и требует устройства стыков; одновременно увеличивается гибкость стержней. При большой длине раскосов и небольших сравнительно усилиях в них сильно снижается коэфициент использования сечения сжатых раскосов вследствие необходимости обеспечить их устойчивость на продольный изгиб, в результате чего решетка, несмотря на ее теоретическую легкость, получается громоздкой.
Комбинированные фермы являются той системой, которая обладает всеми преимуществами ферм с криволинейным верхним поясом и в то же время избавлена от указанных недостатков.
Аналогично простым фермам с криволинейным верхним поясом комбинированные фермы имеют мощный сжатый стержень гибкую арку, воспринимающий всю или большую часть постоянной нагрузки в зависимости от системы и метода сборки.
2 Простота конструкции
Взамен решетки, заполняющей всю плоскость, ограниченную контуром фермы, комбинирован-
СЛОЖНЫЕ СИСТЕМЫ ПЛОСКОСТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
813
вые фермы имеют средний пояс, подвески и ре- Это естественное распределение усилий, эави-
шетку, заключенные между параллельными по- сящее от соотношения геометрических размеров
ясами фермы жесткости. Невысокая ферма жест- системы и сечения отдельных ее элементов,
кости с параллельными поясами работает пре- может быть частично изменено искусственным пу-
имущественно на временную одностороннюю на- тем. Указанное перераспределение усилий имеет
грузку. Это позволяет: своей целью создать наивыгоднейшие условия
а при небЬлыпой длине элементов решетки работы отдельных элементов системы и сводится
выполнить их без стыков, стандартизировать их в основном к передаче всей постоянной нагрузки
длину и повысить коэфициент использования на сжатую арку, в которой материал используется
сечения при продольном изгибе г; наилучшим образом.
Фиг. 21
Фиг. 22
Деревянный мост под автогужевую дорогу в Северном Сиаме
б получить при оптимальном угле наклона раскосов нормальную длину панели 3 5 м;
в просто и однотипно конструировать узловые сопряжения в ферме жесткости и в арке примы кание подвесок.
3 Возможность перераспределения усилий
Как было указано выше, в комбинированных системах происходит определенное распределение нагрузки между аркой и фермой жесткости.
1 При стандартной длине пиломатериалов избежать стыков в элементах фермы жесткости возможно при пролетах примерно до 100 м.
Перераспределение усилий может быть достигнуто различными приемами, зависящими от вида комбинированной системы, ее конструкции, метода сборки и т. п.
В распорных системах 8 перераспределение усилий достигается замыканием нижнего пояса фермы жесткости после установки пролетного, строения на опоры и передачи всей постоянной нагрузки на арку, что предусматривается соответствующим порядком сборки.
В безраспорных системах воспринятое аркой постоянной нагрузки достигается приданием фер-
См. проект городского моста I 200 м.
См. проект моста I 84 At под автогужевую дорогу.
814 В. В. БОЛЬШАКОВ
Фиг. 23i Деревянный мост в штате Кентукки Америка, существующий 98 пет
Деревянный мост системы Гау, построенный в 1857 г. в истоках Рейна
СЛОЖНЫЕ СИСТЕМЫ ПЛОСКОСТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
815
ме жесткости на сборочном бойке конструктивного строительного подъема, после чего уже производится сборка арки.
Возможность перераспределения усилий в элементах дает комбинированным системам некоторое преимущество перед простыми балочными фермами.
4 Удобство конструктивной защиты от гниения
Опыт швейцарского и американского мостостроения дает примеры исключительной долговечности до 100 лет деревянных мостов, защищенных обшивкой.
На фиг. 23 изображен мост пролетом 73 м, построенный в 1838 г. в штате Кентукки и существующий уже 98 лет. Как видно иэ поперечного разреза, мост снабжен крышей и боковой обшивкой.
На фиг. 24 и 25 представлен мост системы Гау пролетом 57 м, построенный в 1857 г. в истоках Рейна в Швейцарии с аналогичными мероприятиями для защиты конструкций от увлажнения.
Несмотря на общеизвестность этих мероприятий, обеспечивающих нормальный срок службы деревянных мостов, и наличие аналогичных при
ческих соображений, мы не можем использовать вышеописанный весьма рациональный прием конструктивной защиты от гниения в обычных балочных системах с верхними решетчатыми свявями и евдой понизу.
В этом случае единственным мероприятием, повышающим срок службы моста, является консервирование всех его рабочих элементов.
Комбинированные системы являются той формой, в которой сочетание конструктивных и химических методов борьбы с гниением обеспечивает полную капитальность сооружения бее нарушения эстетических требований.
Пробельное гкелю
меров в мостостроительной практике СССР мост пролетом 56 м черев Пахру около Подольска, фиг. 26, просуществовавший 68 лет 1, до сих пор строители деревянных мостов не уделяли должного внимания вопросам защиты деревянных мостов от действия атмосферных влияний.
Причиной этого является, повидимому, неудовлетворительность применявшихся до сих пор приемов с архитектурной точки зрения. Частичная защита отдельных элементов балочных решетчатых мостов например устройство крыши над верхним поясом. оставляет уязвимыми остальные части конструкции нижний пояс, решетку и дает в лучшем случае неравнопрочную в отношении ее долговечности конструкцию.
Отказываясь от устройства крыши и боковой обшивки из эстетических а отчасти и ив экономи
1 Мост был построен в 1864 г. и просуществовал до
1932 f. Мост был разобран ввиду несоответствия несущей конструкции современным нагрузкам. Как установлено при разборке, ббльшая часть древесины прекрасно
сохранилась. Объемный вес дерева оказался равным
550 кгм. Пролетное строение моста было выполнено
в виде трех ферм системы Гау. Более подробные сведения
об этом интересном сооружении можно найти в брошюре инж. Цаплина С. А. Деревянный мост через реку Пахру, Гострансиздат, 1933 г.
Асбосранеро или оцинкованное железо
Фиг. 27. Поперечный разрез арки моста I 84 м, защищенный крышей и боковой обшивкой
Устройство водонепроницаемой одежды проезжей части моста по верхним поясам ферм жесткости создает надежную ващиту от увлажнения верхних поясов фермы и всех рабочих элементов проезжей части.
Консоли тротуаров в значительной мере предохраняют решетку и нижние пояса ферм жесткости фиг. 31 и 34. Однако при косом дожде.
Нлевная гидоониообанная рабочая фанера
♦нг. 28. Подвеска нвробчатого сечения, ащищенная водонепроницаемой обшивкой т увлажнения атмосферными осадками
снеге или тумане эти часта все же могут подвергнуться намоканию. Полная защита их от гниения достигается применением химических методов см. ниже.
Предохранение от атмосферных влияний арки и подвесок благодаря простоте их форм не представляет затруднений. Арка защищается легкой крышей из кровельного оцинкованного железа и боковой обшивкой из асбофанеры с оставление воздушных продухов для вентиляции фиг. 27.
Подвескам наиболее рационально придать жесткое коробчатое сечение со стенками из гудронированной клееной или бакелитовой фанеры. Снаружи подвески обшиваются кровельным железом или водонепроницаемой кровельной илибакелитовой фанерой фиг. 28.
S16
В. В. БОЛЬШАКОВ
Таким образом последовательная и почти Полная конструктивная защита элементов моста нисколько не ухудшает его внешнего вида.
Ввиду трудности ващиты от гниения верхних решетчатых связей в плоскости арки, обычно устраиваемых в мостах с ездой понизу, от этой системы связей лучше всего вовсе отказаться.
Воспринятие верхней частью фермы аркой и подвесками ветровой нагрузки и обеспечение устойчивости сжатой арки на продольный изгиб лучше всего достигается, как и в открытых мостах, при помощи жестких подвесок коробчатого сечения, образующих вместе с поперечными балками проезжей части жесткие полурамы1 фиг. 29. В плоскости арки могут быть поставлены распорки, защита которых не представляет затруднений путем обшивки аналогично подвескам.
Устройство жестких поперечных рам имеет еще следующее преимущество.
Арки конструируются в виде массивного, нерад. резного криволинейного бруса составного сечения, образованного из отдельных первичных элементов гнутых брусьев, размеры которых определяются масштабом сооружения. Совместная работа отдельных брусьев и образованных из них пакетов обеспечивается специальными связями, тип которых зависит от размеров, сечения и количества прокладок между пакетами.
Продольная связь осуществляется стыками отдельных брусьев вразбежку, создающими непрерывность арки на всем ее протяжении.
Зазоры между отдельными пакетами служат для прикрепления к арке элементов решетки подвесок и связей распорок.
В мостах больших пролетов такая конструкция мощной арки представляется единственно целесообразной в противовес полигональной конструкции со стыками всех брусьев арки в одном сечении в узлах местах примыкания подвесок.
а 6
проезжая часть
1 I
J -
П
h ■j
1
SH
I
г
г 9
ПроезАаА часть ч
ii
Ъризонтальные. связи
i.L
I ь -j
Фиг. 29. Схемы поперечного сечения мостов с жесткими полурамами без верхних решетчатых связей
При наличии верхних продольных связей в деревянных мостах с криволинейным верхним поясом устройство наклонных опорных рам обычно представляет большие конструктивные трудности ввиду большой величины силы, передаваемой через опорные рамы.
Конструкция жестких полурам прекрасно увязывается о общим пространственным решением моста.
Размещение горизонтальных связей на уровне верхнего пояса фермы жесткости близко к центру тяжести ветрового давления на боковую поверхность моста в поперечном разрезе дает хорошо уравновешенную систему сил. Указанными конструктивными мероприятиями почти полностью разрешается вопрос о защите конструкции и моста от непосредственного увлажнения атмосферными осадками.
Обеспечение элементов моста, в особенности мест сопряжений, от вредного влияния конденсации атмосферной влаги достигается химическими методами борьбы с гниением см. ниже.
4. Принципы конструирования
1 Принцип дробности в сечениях элементов
Отдельные элементы должны конструироваться на основе широкого и последовательного применения принципа дробности.
1 Методы расчета арки, раскрепленной таким обравом на устойчивость, см. в трудах:
1. Тимошенко С. П., Курс сопротивления материалов, изд. 1930 г.
2. Проф. Стрелецкий Н. С., Курс мостов, ч. 2, вып. 1, Гостехиздат, 1930 г.
3. В л е й.х, Теория л расчет железных мостов, Гострансиздат, 1931 г.
См. также раздел 5 настоящей статьи.
Описанный прием конструирования имеет селдующие преимущества:
1 при большом количестве параллельно включенных в работу элементов, податливости и плотности связей местные дефекты одного из элемен тов, могущие выключить его из работы на данном участке, оказывают минимальное влияние' на работу всего сечения в целом;
2 устройство стыков вразбежку весьма просто и не вызывает тех осложнений конструкций и той излишней затраты материалов, которые неизбежны при концентрированном решении стыка; одновременно конструкция арки освобождается от особо ответственных участков, каковыми является каждый концентрированный стык
Примером такой конструкции могут служить арки в эскизных проектах: городского моста пролетом I 200 м фиг. 30 45 и моста под автогужевую дорогу пролетом I 84 л фиг. 52 69.
2 Принцип дробности в сопряжениях
Как указано выше, развитие деревянного большепролетного мостостроения задерживается применяемыми до настоящего времени типами сопряжений.
Основными причинами этого являются:
1 недостатки, присущие этим соединениям, делающие их непригодными для мощных узловых сопряжений:
2 кустарность производства одних и значительная сложность применения других, не позволяющие широко индустриализировать производство работ и уменьшить их трудоемкость, что особенно важно в больших сооружениях;
3 масштаб большепролетных конструкций исключает возможность применения некоторых со
СЛОЖНЫЕ СИСТЕМЫ ПЛОСКОСТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
817
единений, по существу отвечающих современным приемам конструирования.
В частности:
а металлические шпонки с накладками и в полосового железа так называемые гребенки не годятся для сооружений, подверженных резким температурным колебаниям, так как согласная работа их в многорядовых сопряжениях не гарантирована вследствие трудности пригонки и различного коэфициента линейного расширения материалов;
б гладкие кольцевые шпонки Тухшерера непригодны для узловых сопряжений ферм с мощной решеткой вследствие слабой их работы при больших углах между усилием и волокнами;
в обыкновенные проволочные г в о 8 д и, весьма удобные для конструирования сквозных плоскостных систем легких покрытий сегментные фермы, трехшарнирные арки и в пространственных системах своды-оболочки, оказываются непригодными в мостостроении больших пролетов вследствие несоответствия размеров гвоздей и воспринимаемых ими усилий масштабам сооружений;
г применение нагелей большого диаметра d6 мм, требующих предварительного сверления гнезд, увеличивает трудоемкость работ.
Эти обстоятельства делают неизбежным применениё иных типов соединений, обеспечивающих диференцированную передачу усилий в соответствии с принципом дробности и позволяющих широко индустриализировать производственные процессы.
Такими соединениями являются:
1 пластинчатые дубовые нагели;
2 зубчато-кольцевые шпонки системы СДК ЦНИПС;
3 крупносортные гвозди.
1 Пластинчатые дубовые нагели, служащие для сплачивания брусьев в сплошных балках составного сечения балки проезжей части фиг. 32 и 33, обеспечивают надежную передачу значительных сдвигающих усилий при помощи большого числа упругих пластинок, почти исключают необходимость применения металла болтов, позволяют осуществить конструктивный строительный подъем. Процесс изготовления балок на пластинчатых нагелях механизирован путем применения переносных цепнодолбежных станков.
2 Зубчато-кольцевые шпонки модели СДК ЦНИПС диаметром до 22 см разрешают вопрос о мощных узловых сопряжениях в мостах больших пролетов благодаря одинаковой работе этих шпонок как вдоль, так и поперек волокон.
Плотность сопряжения и одновременно податливость его имеют большое значение при знакопеременных усилиях и динамической нагрузке.
Сборка сопряжений путем непосредственного вдавливания острых зубьев шпонки в древесину специальными обжимными приспособлениями освобождает от необходимости предварительного вырезывания гнезд. Примеры узлов большепролетных конструкций на зубчато-кольцевых шпонках даны ниже на фиг. 40, 62, 63,а.
3 Крупносортные гвозди крестового и круглого сечения со специальной ваточкой 1 диаметром до 19,3 мм и
1 См. Крупносортные гвозди.
длиной до 75 cjw обладают всеми достоинствами обыкновенных проволочных гвоздей и являются наряду с круглыми нагелями в сверленых гнездах основным соединением для сплачивания мощных, сплошных элементов составного сечения арка фиг. 36, 58 и 59 и в растянутых стыках пояса фермы жесткости фиг. 39.
Гвозди крестового сечения могут быть забиты различными способами ручным, пневматическим, огнестрельным, ускоряющими темпы и уменьшающими трудоемкость работ, позволяя их широко индустриализировать.
Вышеуказанные новые типы соединений разрешают задачу о выборе соединений для деревянных мостов больших пролетов.
3 Методы борьбы с гниением как результатом диференциальной конденсации
Выше было указано, что помимо предохранения конструкции от непосредственного увлажнения необходимо обеспечить ее от вреднего влияния диференциальной конденсации в результате температурного гистерезиса отставания.
Это явление выражается в том, что изменение температуры теплоемких массивных частей деревянного пролетного строения внутренние полости арки, узлы фермы жесткости отстает от изменения температуры воздуха при суточных или сезонных ее колебаниях.
В результате ранней весной и по утрам нагревшийся влажный воздух, увеличивший свою влагоемкость и пополнивший дефицит насыщения водяными парами, конденсирует влагу на холодных поверхностях массивных деревянных элементов, особенно в наименее прогревшихся частях в толще конструкции, куда водяные пары легко проникают череэ всегда в них имеющиеся швы и щели.
Наиболее эффективным мероприятием по борьбе с гниением в результате диференциальной конденсации является применение антисептиков последующего действия суперобмаэок.
При сборке конструкции все сплачиваемые поверхности элементов, отверстия для болтов и пр. покрываются слоем суперобмазки; все доступные щели и швы в собранной конструкции промазываются клебемассой, чтобы предохранить антисептик последующего действия от выще. лачивания при непосредственном воздействии случайно попавшей влаги косой дождь и т. п.
Комбинированное применение конструктивных мер борьбы с гниением и антисептиков последующего действия может обеспечить срок службы деревянных мостов больших пролетов в течение 40 50 лет, т. е. увеличить нормальный срок в 21а 3 раза.
4 Методы борьбы с пожарной опасностью
Во всем комплексе вопросов, связанных с применением дерева для мостов больших пролетов, борьба с пожарной опасностью представляет наибольшие трудности.
Необходимо иметь в виду, что дерево материал органического происхождения никакими средствами не может быть сделано абсолютно огнестойким, т. е. неразрушающимся хотя бы и медленно от действия высокой температуры.
Наибольший эффект, которого удается достигнуть глубокой пропиткой дерева антипиренами, состоит в том, что пропитанное дерево само не поддерживает горения и разрушается только
818
В. В. БОЛЬШАКОВ
в месте непосредственного воздействия пламени; этого было бы вполне достаточно для борьбы с пожарной опасностью в деревянном мостостроении, однако практическое применение глубокой пропитки встречает затруднения вследствие ряда недостатков, которыми в большей или меньшей степени обладают все известные в настоящее время химические составы.
Основными из них являются:
1 уменьшение механической крепости пропитанного дерева на 5 10;
2 коррозия соприкасающихся с ним металлических частей;
3 увеличение веса до 25 деревянных пропитанных элементов вследствие повышения их гигроскопичности;
4 быстрое выщелачивание антипиренов при непосредственном воздействии атмосферной влаги;
5 отсутствие у большинства антипиренов антисептических свойств.
Ввиду этого в деревянных конструкциях промышленного и гражданского строительства до настоящего времени основными являются конструктивные меры борьбы с пожарной опасностью.
В мостах же, представляющих собой сооружения открытого типа, конструктивные методы борьбы с пожарной опасностью полностью осуществлены быть не могут.
Причинами возникновения пожара в деревянных мостах могут явиться:
а источники возгорания, связанные с движением по мосту, как-то: искры из труб паровозов, угли, выпавшие из их топки, случайная папироса, брошенная пешеходом, вспышка мотора автомобиля, пролитое горючее и т. п.
6 источники пожара, являющиеся следствием движения под мостом: искры пароходов и т. п.
в умышленный поджог моста, диверсионные акты и пр.
Оставляя в стороне вопрос о железнодорожных мостах, наиболее опасных в пожарном отношении, так как он не является темой настоящей статьи, остановимся на противопожарных мероприятиях в мостах под автогужевую дорогу и мостах городского типа.
Применение комбинированных систем и в этом случае значительно облегчает решение задачи, давая возможность использовать конструктивные меры борьбы с пожарной опасностью.
Деревянные мосты комбинированных систем фиг. 6, б, в; фиг. 7, б, в; фиг. 10, как правило, осуществляются с ездой по верхнему поясу фермы жесткости за исключением двухъярусных мостов, на которых мы остановимся ниже.
Такая конструкция позволяет обезопасить мост от источников возгорания, связанных с движением по мосту, путем следующих мероприятий:
1 одежда проезжей части делается в виде деревянной массивной торцовой мостовой, покрытой коркой из гранитных высевок и тугоплавкого битума; такая мостовая безусловно является конструкцией, трудно возгорающейся;
2 настил тротуаров выполняется из невозгорающихся материалов, например шлакобетонных плиток и т. п.-, а свободные полосы под аркой между проезжей частью и тротуарами засеваются газоном, одновременно защищающим гидроизоляцию гольццементный ковер проезжей части от вредного влияния солнечных лучей фиг. 32 и 33;
3 нижние части подвесок обшиваются огнезащитной одеждой из асбофанеры и т. и.;
4 верхних решетчатых связей не ставят см. выше, распорки же защищают аналогично под вескам обшивкой.
Ввиду того что нижняя часть Моста достаточно предохраняется от возгорания сверху водонепроницаемой проезжей частью, для защиты моста от возгорания снизу в основном от случайных искр проходящих судов вполне достаточными мероприятиями являются: а поверхностное покрытие элементов решетки, предохраненных от выщелачивания, антипиренами, и б обшивка больших плоскостей проезжей части с нижней стороны и поясов фермы жесткости асбофанерой.
В больших городских двухъярусных мостах фиг. 31 пожарная опасность, связанная с ездой в нижнем ярусе, безусловно значительно больше вследствие приближения по условиям габарита целого ряда открытых деревянных частей к источникам возгорания трамвайным проводам и пр.
В таких мостах можно рекомендовать те же комбинированные методы, что и выше: обшивку асбофанерой, пропитку ряда элементов антипиренами и т. п.
Повышенная пожарная опасность двухъярусных мостов является одним из существеннейших их недостатков и определяет целесообразность перехода городских мостов к открытым одноярусным мостам.
Для предохранения мостов от умышленного поджога, диверсионных актов и пр. необходимо обеспечить удобство осмотра служебным персоналом всех частей сооружения и надлежающую охрану его, сделав невозможным доступ посторонних лиц в места, не предназначенные для движения.
5. Проект городского моста пролетом I 200 м
В качестве иллюстраций изложенных принципов рассмотрим эскизный проект деревянного городского двухъярусного моста пролетом 200 м 1.
1 Общие данные
Фермы спроектированы в виде распорной комбинированной системы по схеме фиг. 7, в. Генеральные размеры моста фиг. 30: пролет 200л,
стрела подъема арки 28, , высота
фермы жесткости h 6,60 м, zz. Архитек-
4
турный строительный подъем щ-1 2,0 м, что
дает продольный уклон средний i 2.
Проезжие части запроектированы по верхнему и нижнему поясам ферм жесткости фиг. 31. В соответствии с двумя направлениями движения в каждом ярусе пролетное строение моста имеет четыре фермы по две для каждого проезда. Две средние фермы расположены вплотную друг к другу.
Все четыре фермы связаны между собой распорками и прокладками в верхней части2 и конструкцией проезжих частей внизу. Габарит каждого
1 См. также проект моста пролетом 84 м под автогужевую дорогу стр. 833 и след.- Оба проекта разработаны в СДК ЦНИПС под руководством проф. Карлсена Г. Г.первый автором статьи, второй инж. Рабиновичем А. И. под непосредственным руководством автора.
а Устройство распорок, связывающих арки, не вызывается здесь необходимостью.
СЛОЖНЫЕ СИСТЕМЫ ПЛОСКОСТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
819
проезда принят по схеме Г2 ТУ и Н Цудортранса при ширине между отбойными брусьями 6,5 м и в свету между фермами 7 м. Суммарная ширина проезда 6,5 4,0 26 м. Высота проезда в нижнем ярусе из-за условий пропуска трамвая принята 5,32 м. Тротуары шириной по 2 л вынесены на консоли.
Верхний ярус предназначен для пешеходного движения и легкового автотранспорта; нижний для грузового автомобильного и трамвайного движения.
Расчетные нагрузки
Вертикальная нагрузка:
а на верхнем ярусе для тротуаров толпа интенсивностью q 300 ксм2; для каждого проезда две сплошные ленты автомобилей по классу нагрувки Н4;
б в нижнем ярусе для каждого ив двух проездов поезд ив шести трамвайных четырехосных вагонов е нагрузкой на ось 7 т и поезд тяжелых грузовиков по классу НЮ согл. 8 ТУ и Н Цудортранса.
Ветровая нагрузка рв30 кгм2 по Единым нормам строительного проектирования.
При замене сосредоточенной нагрувки от проезда трамваев и грузовиков, эквивалентной равномерно распределенной по всему пролету, на одну ферму приходится временная нагрузка р 2 тмг.
Постоянная нагрузка одной фермы от веса пролетного строения д 7 тм2 х.
Усилия в о сно вных злементах ко нструкции определены по приближенному расчету.
Наибольшее значение распора от полной нагрузки:
Я 1 760 т,
Наибольшее усилие в арке:
S’max 2 020 т-
Усилия в поясах фермы жесткости:
- 212 т
ша 229 т с учетом влияния mm шпренгелей;
U 212 т. max
min
Усилия в основных раскосах фермы жесткости:
Ana 84,4 т с учетом влияния шпренгеля Anin 74,5 т.
Наибольшее усилие в подвесках:
тял 71,6 ш.
Приведенные числовые значения усилий даны для ориентировки в масштабах сооружения.
Материал сооружения воздушно-сухая соспа марки 0.
2 Конструкция проезжих частей
Конструкция проезжих частей моста, изображенная на фиг. 32 и 33, запроектирована в соответствии с изложенными выше принципами.
1 Более подробные данные о весе отдельных частей строительных и весовых коэфициентах приведены ниже в главе технико-экономических показателей табл. 3;
Фиг. 30. Боковой вид городского моста I 200
820
В. В. БОЛЬШАКОВ
Одеждой проезжих частей служит деревянная торцовая мостовая из прямоугольного торца размерами для верхней проввжей части 10 х X 10 х 25 см, для нижней 13 X 10 X 25 см х.
Обычно торец изготовляется из сосны влажностью 15 17; применение торца из лиственницы улучшает качество мостовой. Торцы укладываются прямыми рядами, а между рядами во всю ширину проезжей части деревянные рейки высотой 40 60 мм и толщиной 6 мм, пришиваемые к торцам гвоздями фиг. 34. Швы заполняются асфальтовой мастикой. Вдоль отбойных брусьев осуществляются швы расшире-
Гидроизоляцией обеих проезжих частей служит четырехслойный гольццементный ковер, укладываемый непосредственно под торцовую мостовую и непрерывно проходящий по всей ширине и длине моста фиг. 32 и 33. В пространствах под арками ковер защищается от выгорания слоем песка, поверх которого может быть насыпана растительная земля и устроены газоны. На консолях верхней проезжей части фиг. 32 ковер закрывается слоем песка и настилом тротуаров в виде отдельных съемных щитов или плит, обеспечивающих удобный доступ к водоизоляционному ковру.
-28202620-
Фиг. 31. Поперечный разрез городского моста 1 200 м
ния толщиной 40 50 мм. Поверхность торцовой мостовой обрабатывается битумом с гранитными высевками; толщина корки около 5 мм. Мостовая имеет поперечный уклон 2,5 от середины проезда к отбойным брусьям. Торец укладывается непосредственно на гидроизоляционный слой, покрытый горячим битумом. Поверхностная обработка торцовой мостовой: 1 увеличивает сроки ее службы, 2 уменьшает износ, 3 создает мягкость еэды, 4 повышает водонепроницаемость.
Выбор торцовой мостовой для одежды проезжих частей обусловливается: 1 небольшим весом этой одежды, 2 упругостью ее, уменьшающей динамическое воздействие нагрузки, 3 удобствами для автотранспорта мягкость езды, отсутствие скользкости и пр., 4 возможностью легко производить ремонт без нарушения целости гидроизоляционного слоя.
1 По данным Лендоротдела:
Размеры торца: высота h 100 мм, размеры d цлнб ширина 60 80 мм, длина 150 220 мм.
Во всех местах пересечения арок и подвесок с проезжими частями обеспечивается полная водонепроницаемость швов путем надлежащих сопряжений гольццементного ковра с обшивкой арок и подвесок по типу аналогичных устройств в плоской крыше на деревянной основе.
Основой под гидроизоляционный ковер служит двойной перекрестный настил, состоящий ив верхнего сплошного, защитного, настила, нашиваемого под углом 45 к продольной оси моста, и нижнего разреженного, рабочего, настила, расположенного нормально к этой оси фиг. 32, 33,35. Защитный настил, на который наклеивается водоизоляционный ковер, выполняется из узких
Вес торца 600 700 кгм. Расход креозотового масла 160 кз на 1 At торца.
Срок службы сосновой торцовой мостовой из пропитанного торца без поверхностной обработки 5 лет, при поверхностной обработке мостовой битумом с гранитными высевками 7,5 10 лет.
Ежегодный ремонт сосновой торцовой мостовой спустя 2 3 года после постройки 5 7 от первоначальной стоимости.
СЛОЖНЫЕ СИСТЕМЫ ПЛОСКОСТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
821
I
I
I
1
I
и
я
е
001 32. Верхняя проезжая часть городского моста I ■- 200
822 В. В. БОЛЬШАКОВ
се
S
о
£
л
в
о
W
п
со
а
Р
£0
Фиг. 34. Детали торцовой мостовой
СЛОЖНЫЕ СИСТЕМЫ ПЛОСКОСТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
823
6X6 см креозотированных сухих брусков.
Помимо своих прямых функций перекрестный настил обеих проезжих частей используется как стенка горизонтальных балок-связей в плоскости верхнего и нижнего поясов фермы жесткости. Настилы поддерживаются системой продольных и поперечных балок из брусьев прямоугольного сечения. Поперечные балки запроектированы в виде сплошных брусьев составного сечения на пластинчатых нагелях: для верхней проезжей части из двух брусьев по высоте фиг. 32, для нижней из трех брусьев фиг. 33. Каждая поперечная балка состоит из двух таких составных брусьев и опирается на пояса фермы жесткости в основных и промежуточныхх узлах, охватывая с двух сторон подвески или соответственно вспомогательные стойки шпренгелей.
3 Несущая конструкция
Несущая конструкция запроектирована в виде четырех ферм, состоящих каждая ив арки составного сечения и фермы жесткости с треугольной решеткой и верхними шпренгелями; арка связана с фермой жесткости подвесками коробчатого сечения.
Арки фиг. 36 имеют по всей длине пролета постоянное сечение и состоят иэ
6 ветвей-пакетов, каждая из которых образована из 12 рабочих гнутых брусьев сечением 17 х 20 см со стыками вразбежку. Между отдельными ветвями арок имеются зазоры в 15 и 20 см, служащие для прикрепления брусьев подвесок, для пропуска поясных стыковых накладок в местах пересечения арки с поясами фермы жесткости и для вентиляции внутренних поверхностей.
Каждая из шести ветвей арки разделяется по высоте на
3 части высотой по 68 см из четырех брусьев со сплошными прокладками между ними, прерывающимися в местах прикрепления подвесок для пропуска элементов распорок, связывающих арки в горизонтальном направлении.
Упомянутые прокладки одновременно служат для перекрытия стыков рабочих брусьев
Фиг. 35. План городского моста I 200 м
824
В. В. БОЛЬШАКОВ
арки, длина которых принята равной 8,0 м длина панели.
Брусья отдельных ветвей сшиты между собой гвоэдями крестового сечения диаметром 19,3 мм, забитыми вертикально.
Разрез по А А
Оцинкованное 1Яёпво.
Волнистая асбофянерв 3. 019.3; 1410
Фиг. 36. Сечение арки пояса фермы жесткости к фиг. 30
В горизонтальном направлении отдельные ветви арок скрепляются между собой при помощи вертикальных прокладок 1 и крестовых гвоздей диаметром 19,3 мм. ■
каждый из восьми брусьев сечением 15 X 23 см, расположенных в 2 яруса фиг. 36.
Зазоры по горизонтали между отдельными брусьями равны соответственно 30, 15 и 30 см и служат: средний 15 см для пропуска среднего элемента подвесок; два крайних по 30 см для размещения решетки.
Зазор по вертикали между двумя ярусами брусьев поясов фермы жесткости равен 60 см.
Связи между отдельными брусьями поясов осуществляются: а в узлах по горизонтали элементами решетки и подвесок, по вертикали сплошными прокладками на зубчато-кольцевых шпонках фиг. 40; б в панелях по горизонтали сплошные прокладки, по вертикали сплошные прокладки и три системы решетчатых связей, прикрепляемые к брусьям поясов: одна в среднем зазоре 15 см, две к наружным граням крайних брусьев фиг. 37.
Прикрепление связей в проекте предположено на зубчато-кольцевых шпонках малого диаметра; последние, если то позволит величина: сдвигающих усилий, при расчете поясов на продольный изгиб могут быть заменены проволочными гвоздями.
Стыки обоих поясов фермы жесткости размещаются в одном и том же вертикальном сечении через каждые 8 м по длине моста в местах примыкания к поясам стоек шпренгелей фиг. 37 и 38.
Расположение стыков позволяет осуществить сборку фермы жесткости из отдельных сборочных элементов см. ниже. Стыки конструируются при помощи вертикальных и горизонтальных накладок на гвоздях крестового сечения диаметром 19,3 мм, длиной: вертикальных I 430 мм, горизонтальных I 720 мм фиг. 39.
Описанная конструкция характерна для мостов больших пролетов. Осуществление всей фермы целиком на зубчато-кольцевых шпонках нецелесообразно ввиду необходимости производить одновременную вапрессовку сопряжений по всей длине конструкции, что требует весьма
Фиг. 37. Связи поясов фермы жесткости к фиг. 30
Разрез по А-Ь
Г
шш
5I 60 I1
Рабочее сечение арки имеет размеры 2,04 х X 1,20 м с площадью F 2,45 м при полной высоте 2,38 м и ширине 2,05 м.
Пояса фермы жесткости сечения верхнего и нижнего пояса одинаковы состоят
1 При небольшой ширине вертикальных Прокладок отношение ширины к толщине немногим более принятого в проекте необходима проверка гвоздей на выдергивание под влиянием опрокидывающего прокладку момента от эксцентрично приложенных сдвигающих усилий.
Как показали работы СДК ЦНИПС по исследованию продольного изгиба составных стержней, подобная форма прокладок ухудшает работу составного бруса по сравнению с сопротивлением стержня того же сечения, но с широкими прокладками. Ввиду этого во втором примере см. проект моста под автогужевую дорогу I 84 м, рассмотренном в этой статье, приведены другие варианты конструкции прокладок в сжатой арке составного сечения.
значительного количества приспособлений для сборки. В случае применения отдельных заранее собранных элементов стыки на зубчато-кольцевых шпонках неосуществимы. Применение для стыков гвоздей крестового сечения вполне решает задачу, позволяя одновременно производить замыкание фермы жесткости после передачи всей постоянной нагрувки на арку см. ниже методы сборки.
В месте пересечения арки с фермой жесткости брусья поясов прерываются и заменяются накладками и прокладками, пропускаемыми в зазоры между ветвями арки фиг. 36. Связь накладок и прокладок с брусьями поясов осуществляется на гвоздях крестового сечения диаметром 19,3 мм, I 720 мм. В пределах пересечения с аркой прокладки толщиной 15 см опиливаются до тол-
СЛОЖНЫЕ СИСТЕМЫ ПЛОСКОСТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
825
дины 10 см, соответствующей зайору между брусьями арки.
Решетка фермы жесткости образует панели; большие, соответствующие главной треугольной решетке по 8,0 м и малые образованные верхними шпренгелями и пропущенными во всю высоту фермы дополнительными стойками по 4,0 м. Всего в ферме жесткости фиг. 30 24 больших панели, разделяющихся на 48 малых и 2 полупанели у опор; кроме того между пятовыми шарнирами и устоями имеются две дополнительные панели сокращенной длины.
в свету между брусьями 15 см и вплотную охватывает при пересечении в узле брусья нисходящих раскосов. Главные раскосы прикрепляются в углах частью к прокладкам между верхним и нижним ярусами поясных брусьев, частью к поясам непосредственно или при помощи прокладок. Пакеты раскосов шириной 30 см вводятся в соответствующие крайние вертикальные зазоры между брусьями поясов.
Несмотря на центральное решение узлов, в отдельных частях последних возникают усилия, могущие вызвать местный изгиб ветвей поясов-
96 гвоздей крест, сечения г 430
Фиг. 39. Стык поясов фермы жесткости к фиг. 30
На фиг. 40 показана конструкция типовых узлов фермы жесткости, обеспечивающая центральное прикрепление в узлах всех элементов решетки.
В соответствии с этой конструкцией уела главные раскосы запроектированы следующим образом: нисходящие раскосы состоят ив двух ветвей сечением 15 х 46 см, ив коих каждая в свою очередь состоит ив двух брусьев 15 х 23 см, примыкающих вплотную друг к другу и скрепляемых между собою по уэкой стороне зубчатокольцевыми шпонками малого диаметра; восходящие раскосы имеют ту же площадь поперечного сечения, что и нисходящие, но состоят из четырех ветвей 7,5 X 46 см, расположенных таким образом, что каждая пара ветвей имеет расстояние
фермы жесткости, если при конструировании узлов это обстоятельство не будет принято во внимание. Как видно из схемы на фиг. 41, связи болты в вертикальных прокладках помимо восприятия распора зубчато-кольцевых шпонок должны быть рассчитаны еще на растяжение вертикальными составляющими усилий в раскосах.
Стыки главных раскосов осуществляются в соответствии с изложенным выше принципом членения фермы жесткости на сборочные элементы. Стыкй двухветвевых нисходящих раскосов фиг. 42 допускают конструирование на зубчато-кольцевых шпонках; стыки четырехветвевых восходящих раскосов фиг. 43 на гвоздях. крестового сечения аналогично стыкам поясов.
826
В. В. БОЛЬШАКОВ
Для однообразия в решении стыков не исключена возможность конструирования стыков нисходящих раскосов также на гвоздях крестового сечения.
Ферма жесткости подвешена к арке на подвесках фиг. 40, состоящих из шести брусьев сечением 12 х 15 см и трех брусьев сечением 23 х X 15 см, соединенных четырьмя листами клееной гудронированной фанеры толщиной 8 мм. Фанера связывает отдельные брусья подвески в жесткое коробчатое сечение, способное предотвратить выпучивание арки при продольном изгибе из плоскости фермы и передать давление ветра на арку и подвески горизонтальным ветровым балкам, расположенным в плоскости
расположенные двутавровые балки, стенкой которой служат поперечный рабочий и косой защитный настилы проезжих частей, а поясами пакеты брусьев сечением 20 х 24 см каждый в количестве 12 шт. для верхней и 8 шт. для нижней балки.
Опорные реакции горизонтальных связей передаются на передние вертикальные железобетонные стенки фиг. 30 береговых устоев, служащие для устройства пандусов въездов на верхнюю проезжую часть моста фиг. 46. Опорные части связей запроектированы в виде пакетов креозотированных деревянных брусьев, надежно скрепленных со стенками устоев и изолированных от них толевыми прокладками.
Фасад
Ъз-к шп 080 2 болта 012,7
16з-к. шп. 0200 2 болта ф 25,
4 з. -к. шп. 44 0 'болт 023
Ъз-к. шп. 0200 2 болта 025
,32 з. -к шп. 0120 J 8 болтов 019
Вид по стрелке А dn-
.К'
_ 1
ih
SL.
1
1
Сечение подвески Ш I
Щ I
т
ш
.ж:
е:
'51- 60 JbI- 60 15
Фиг. 40. Типовой узел фермы жесткости к фиг. 30
верхней и нижней проезжих частей. Средняя ветвь подвески пропускается в средний зазор между брусьями поясов фермы жесткости; крайние ветви охватывают пояса фермы снаружи.
Подвески прикрепляются: к ферме жесткости на зубчато-кольцевых шпонках фиг. 40, к арке на гвоздях крестового сечения диаметром 19,3 мм, I 500 мм; ветви подвесок пропускаются в соответствующие ваворы между ветвями арки фиг. 44.
Элементы шпренгелей второстепенные раскосы и стойки решаются по тому же принципу, что и основные элементы решетки, с аналогичным решением узлов фиг. 42 и 43.
Стойки шпренгелей сконструированы из трех брусьев сечением 23 X 15 см каждый фиг. 39. В узлах шпренгелей фиг. 42 и 43 усилия передаются при помощи зубчато-кольцевых шпонок черев прокладки между элементами стоек и раскосов.
4 Связи
Пролетное строение имеет две системы горивонтальных связей в плоскостях верхней и нижней проевжих частей фиг. 31, 32, 33 и 35. Обе системы связей представляют собой горивонтально
В соответствии с установками, ивложенными выше, верхняя часть арок запроектирована бее обычных решетчатых связей; имеются только распорки в местах прикрепления подвесок к арке фиг. 31 и 44 во всех узлах, где это позволяют условия габарита верхней проезжей части.
Давление ветра на верхнюю часть арки и подвески в каждой панели передается на упомянутые выше горизонтальные связи в плоскостях проезжих частей жесткими подвесками, которые, работая как рычаги второго рода, помимо передачи усилий от ветра должны обеспечивать верхнюю часть арки от выпучивания из плоскости фермы при продольном изгибе Ч
б Опоры
Опоры моста представляют собой массивные устои. Пяты арок опираются на железобетонные,
1 Предварительные ориентировочные расчеты, прот изведенные в эскизном проекте, показали, что жесткость всей системы недостаточна и что при детальном проектировании для увеличения поперечной жесткости пролетного строения может потребоваться усиление поперечных балок нижней проезжей части путем устройства решетчатой конструкции в пределах высоты нижнего пояса см. схему г на фиг. 29. Эта высота в данном проекте частично пспользована для размещения трубопроводов, кабелей ГЭС и т. п. фиг. 31.
СЛОЖНЫЕ СИСТЕМЫ ПЛОСКОСТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
827
Q6 силы, растягивающие болты б Фиг. 43. Узел шпренгеля и стык восходящего раскоса
к фиг. 30
фиг. 41. Схема передачи усилий в узле фермы жесткости к фиг. 30
г
Юозои ирестооого сечения ф 9
■,
J
i
Y
1
1
□
А
Г
i
п
. f
♦
i i i ■ i i
t
j
о
см
Г
1
1
1
1
1
.Т Т 1 1
1
1 f
- i ф
; i I 1 1
i
Vv-
Фиг. 42. Узел шпренгеля и стык нисходящего раскоса
к фиг. 30
Фиг. 44. Деталь прикрепления подвески к арке к фиг. 30
828
В. В. БОЛЬШАКОВ
армированные сеткой подферменные подушки фиг. 45. Под торцы арок укладывается упругая прокладка ив нескольких слоев рубероида на клебемассе. Конструкция подферменников обеспечивает возможность опускания на них пят арок при выбранном способе сборки на плаву см. г же. Опорное давление ферм жесткости пе-
Оцинкобаннов Жепеяп
Железобетонная nojkurtfn Фиг. 45. Опорный увел арки к фиг. 30
редается на устои через опорные стойки. Концевые части фермы уложены на мауерлаты, состоящие из четырех брусьев, сечением 20 X 20 см, каждый из которых укреплен анкерными болтами.
Въезд на верхнюю часть моста предположено осуществить путем устройства специальных железобетонных пандусов фиг. 46, передняя стенка которых служит для восприятия ветрового давления на мост. Пандусы устраиваются для каждого из направлений движения.
6 Защита от гниения и противопожарные роприятия
В конструкции осуществлены конструктивные и химические мероприятия по борьбе с гниением и пожарной опасностью, подробно описанный выше.
Отвод атмосферных осадков с водонепроницаемых проввжих частей и тротуаров осуществляется путем придания им поперечных и продольных уклонов и устройств водоспусков надлежащего диаметра и конструкции фиг. 32 и 33. Арка обшиваются сверху оцинкованным кровельным железом по брускам, с боков волнистой асбофанерой с оставлением продухов между обшивкой и телом арок для вентиляции.
Все швы и сопряжения консервируются суперобмазкой.
Элементы моста, недостаточно защищенные от косого дождя консолями тротуаров и могущие подвергнуться непосредственному увлажнению, пропитываются креозотовым маслом по способу горяче-холодной ванны с помощью простейшего оборудования.
Открытые деревянные части моста, представляющие опасность возгорания, обрабатываются антипиренами или обшиваются асбофанерой.
7 Сборка и установка
Сборка пролетного строения может быть осуществлена как на постоянных подмостях, так и методом, принятым в настоящем проекте. Последний избавляет от необходимости забивки свай для подмостей в русле реки, не загромождает
Фиг. 46. Общий вид береговых опор и въездов на мост к фиг. 30
СЛОЖНЫЕ СИСТЕМЫ плоскостных КОНСТРУКЦИЙ
829
реку постоянными подмостями, стесняющими движение по ней в городских условиях, и в основном сводится к следующему.
У одного из берегов по течению выше моста, используя по возможности конфигурацию берега, устраивают ковш, в который заводят и погружают на дно 8 понтонов-барж обработка дна предусматривает это обстоятельство путем наполнения их водным балластом фиг. 47, положение 1, а также фиг. 48. На понтонах и в промежутках между ними на мелководье сооружаются подмости, поддерживающие сборочную площадку. С обоих концов сборочной площадки, имеющей уклоны, соответствующие строительному подъему ферм, устраиваются бойки, на которых монтируют
которых подвозится к собираемой на бойке ферме жесткости.
У каждого сборочного элемента с одной стороны, в местах стыков поясов, уже на бойке ставятся стыковые накладки; таким образом концы поясов каждого последующего подвозимого элемента входят в стыковые накладки как в обойму. Б верхнем поясе стыки крепятся наглухо немедленно после подвозки элемента путем забивки гвоздей крестового сечения; в нижнем же поясе осуществляются временные монтажные стыки.
Непосредственно после монтажа фермы жесткости приступают, начиная с середины, к устройству проезжей части по верхнему поясу, заканчивая его предварительной загрунтовкой защитного
_ „ остановки городского моста I 200 м
Фиг. 47. Основные положения сборки и устш
„ „ „лта на плаву расчалок и буксиров не показано
Примечание. В момент 2 перевозки моста и сборочные элементы фермы жесткости фиг. 48. Последние представляют собой части фермы жесткости, по длине равные участку между стыками поясов фиг. 38.
Весь сборочный элемент конструируется на зубчато-кольцевых шпонках. Длина брусьев для поясов равна 8,0 ж. Сначала производится сборка четырех вертикальных пакетов поясных брусьев фиг. 40, соединенных между собой вертикальными 1 прокладками на шпонках. Далее, в горизонтальном положении производится сборка этих пакетов в конструкцию сборочного элемента и устанавливаются элементы решетки и подвесок путем вапрессовки обжима узлов специальными приспособлениями. Два сборочных элемента фермы жесткости, смонтированные друг против друга на бойке, поднимаются в вертикальное положение копром и закрепляются в этом положении на расстоянии, соответствующем расстоянию между ними в конструкции, образуя часть коробчатого поперечного сечения нижней части моста. Полученный пространственный элемент ставится на подводимые под поперечные свяви тележки, на
1 Определение вертикальные относится к нормальному положению прокладок в конструкции. При сборке они будут лежать в горизонтальных плоскостях.
верхнего настила клебемассой, чтобы возможно скорее предохранить от увлажнения всю нижнюю часть пролетного строения. Вместе с тем устройство верхней проезжей части, настилы которой образуют стенку верхних горизонтальных балок связей, обеспечивает жесткость пролетных строений в момент перевозки и установки их на плаву.
Попутно с этими работами производится наращивание подвесок, которые используются временно как стойки для сборочных подмостей арки фиг. 48. На этих подмостях осуществляются последовательная сборка арки и скрепление отдельных ее пакетов в общее сечение гвоздями крестового сечения. При сборке особое внимание должно быть обращено на тщательную приторцовку стыков. Выгиб отдельных брусков по кривой арки ввиду большого радиуса затруднений не встречает.
Изготовление поперечных балок на пластинчатых нагелях производится с помощью переносных цепно-долбежных станков.
После окончания сборки пролетных строений последние освобождаются от временных лесов между понтонами и от большой части сборочных подмостей арки. После откачивания воды понтоны всплывают, после чего собранное у берегов про-
бокобой bud
О ЛП г
, , 4£ЛЛ -
оопл
C.4UU
■ шии п
Г JCUU
27000 План
Фиг. 48. Схема сборки моста на береговых подмостях к фиг. 47
СЛОЖНЫЕ СИСТЕМЫ ПЛОСКОСТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
831
летное строение моста перевозится к месту установки фиг. 47, положение 2. В этом положении участки ферм жесткости пролетом 32 м между опорами на спаренных понтонах несут всю нагрузку от веса пролетного строения.
Момент установки пролетного строения на береговые устои являются наиболее ответственным во всем процессе сборки и установки моста фиг. 49. При подходе пролетного строения к месту установки понтоны ставятся на якоря и расчаливаются канатами, идущими к береговым лебедкам фиг. 47, положение 3.
Регулируя лебедками длину якорных цепей и береговых канатов, можно достигнуть надлежащей установки пролетного строения как в продольном, так и поперечном направлении. Вслед ва этим производится опускание пят арок на готовые железобетонные подушки береговых опор.
Перемещение пролетного строения в вертикальном направлении достигается регулировкой водяного балласта понтонов-барж, для чего все они снабжаются мощными помпами, совместная работа которых обеспечивается специальными приспособлениями, регулирующими их производительность и работу.
Чтобы сделать процесс установки пролетного строения независимым от возможных колебаний горизонта воды в реке, в понтонах должен быть обеспечен резерв водяного балласта.
После установки пят арок на подушки береговых опор временные монтажные стыки нижнего пояса фермы жесткости постепенно и равномерно ослабляются, после чего вес пролетного строения целиком передается на сжатую арку.
Чтобы передать на арку всю постоянную нагрузку, проезжая часть верхнего яруса загружается равномерно по всей длине дополнительной нагрузкой, компенсирующей вес незаконченных проезжих частей и тротуаров, для чего могут быть использованы материалы, предназначенные для последующего устройства этих частей.
Вслед за этим производятся устройство постоянных стыков нижнего пояса и скрепление их гвоздями крестового сечения.
После замыкания фермы жесткости ив-под пролетного строения выводятся понтоны, собираются концевые, опорные части фермы жесткости обозначенные на фиг. 49 пунктиром, заканчиваются устройство проезжих частей и тротуаров, обшивка арки и прочие отделочные работы.
8 Технико-экономические данные
Ориентировочный расход материалов на 1 м фермы моста пролетом 200 м и на все пролетные строения приведен в табл. 2. Там же даны полученные при эскизном проектировании значения строительных коэфициентов для ферм.
На основе этих показателей установлены указанные в табл. 3 значения строительных коэфициентов для подобных систем, облегчающие при проектировании предварительное определение собственного веса несущей конструкции.
Весовой коэфициент по формуле ТУ и Н, считая полную загрузку моста временной эквивалентной нагрузкой р 2 тм, получен равным:
Описанный эскизный проект, иллюстрируя изложенные выше основные принципы проектирования деревянных мостов больших пролетов и подтверждая техническую возможность и целе-
ITT
Фиг. 49. Вид моста на пловучих подмостях в момент установки на береговые онвры к фиг. 47
832
В. В. БОЛЬШАКОВ
сообравность применения дерева в мостах пролетом г 200 м, дает предварительный вспомога-
бШодоо бид
'I
тельный материал для проектирования сооружений подобного рода.
Вместе с тем следует указать, что двухъярусный мост имеет недостатки, заставляющие
Фиг. 50. Схема деревянного городского моста I 140 му распорной комбинированной системы
Фиг. 51. Поперечное сечение моста к фиг. 50
Таблица 2
Расход материалов на пролетное отроение моста I 200 л
Лесоматериал в том числе и фанера
Строит, коэфициент по весу
пп
Наименование частей фермы
рабочее сечение в ЛС3
прокладки, накладки и пр.
В JU3
всего в лез
вес в кг
Металл в кг
Полный вес на 1 пог.м
металла по весу
I. Фермы
1
2
3
4
Арка Ферма жесткости Пояса с отнесением к ним прокладок и металла узловых сопряжений.
Решетка Подвески
Распорки верхние связи.
2,57
0,551
0,428
0,335
0,048 0,008 ф
129
0,629
0,087
0,152
0,014
3,86
1,18
0,515 0,487
0,036 ф 0,062
0,008 ф
2120
650
283
293
40
125
112
15
2
2 245
1045
308
42
5,9
12
5,1
5
1,59
1,94
1,48
1,30
; 5
На 1 пог. м фермы. Обшивка арок и подвесок.
3,932 0,014 ф
2,17
6,10 0,044 ф
3 386
254
5
3 640 210
7,5
1,66
Итого на 1 пог. м фермы.
259
3 850
II. Проезжая часть
6
7
Настилы и пояса ветровых балок ■.
Продольные и поперечные балки.
1
2,11
1,65
1 162 908
46
27
1 208 935
4.0
3.0
При ширин, трот. 2,0 м
и
Деревянная торцовая мостовая, настил тротуаров, гидроизоляция, отбивные брусья и пр 3,75
992
30
1 022
3,0
При деревянных тротуарах
Итого на 1 пог. м фермы среднее значение.
103
3165
Всего на 1 пог. м фермы среднее значение.
9,85 1 0,044 ф
362
7 015
5,1
Всего на 1 пог. м моста 4 фермы.
1448
28 060
5,1
все пРлетвое строение: лесоматериала 7 900 лез пилен.: металла 290 т: прочего материала торцовая мостовая, гольццемент и пр. 985 т.
1 Указана кубатура только рабочих элементов моста.
СЛОЖНЫЕ СИСТЕМЫ ПЛОСКОСТНЫХ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
833
предпочесть ему при пролетах до 140 150 м МОст одноярусный.
Такой мост, изображенный схематически на фиг. 50 и 51, имеет по сравнению с двухъярусным следующие преимущества:
1 обладает большой поперечной жесткостью и допускает более надежное закрепление жестоких подвесок;
2 представляет меньшую пожарную опасность;
3 избавляет от необходимости устройства средних ферм, разделяющих проезжую часть и занимающих значительную площадь.
Таблица 3
Наименование конструкции или части ее
Арка
Ферма жесткости
Подвески
Распорная комбинированная ферма в целом
Строи
тельный
коэфи
циент
kcmp
1,65-1,75
1,95-2,00
1,55-1,65
1,70 1,80
среднее
значение
6. Моет пролетом I 84 м под автогужевую дорогу
1 Общие данные
На фиг. 52 представлен мост под автогужевую дорогу пролетом 80 м в свету.
Фермы моста запроектированы в виде балочной безраспорной комбинированной системы типа Лангера по схеме фиг. 6, в. Генеральные размеры: пролет I 84 м, стрела подъема арки 12,0 м,
у у; высота фермы жесткости h 3,0.м; У 2g Архитектурный строительный подъем
л
2001 0,42 м, что дает продольный уклон средний i 1. Помимо архитектурного подъема ферме жесткости придан конструктивный строительный подъем х.
Габарит моста Г4 фиг. 53 назначен в соответствии с ТУ и Н Цудортранса для двухпутного автогрузового движения.
Расчетныенагрузки: временная вертикальная нагрузка принята по классу Н8 ТУ и Н Цудортранса: ветровая нагрузка рв 130 кгм по Единым нормам строительного проектирования.
Материал сооружения -воздушносухая сосна марки 0.
2 Конструкция проезжей части
Конструкция проезжей части моста запроектирована в соответствии с изложенными выше общими принципами.
Верхнее строение проезжей части, включая одежду ее, гидроизоляционный слой, перекрестный настил и продольные балки, вполне аналогичны конструкции, принятой в проекте двухъярусного моста пролетом 200 м, с той только разницей, что приняты несколько иные размеры тор-
1 Подробнее см. стр. 843.
Фиг. 62. Общий взад деревянного моста I 84 м под автогужевую дорог
834
В. В. БОЛЬШАКОВ
ца, а именно: 8 х 10 X 22 см фиг. 54. Так же как в мосте пролетом 200 м, двойной перекрестный настил помимо своего прямого назначения 1040
Фиг. 53. Поперечный разрез моста I 84 м под автогужевую дорогу
служить основой под гидроизоляционный Ко вер служит стенкой горизонтальной двутавровой балки связей по верхнему поясу фермы жесткости. Для отвода воды проезжей части приданы уклоны: поперечный 2 и продольный 1 от середины моста копорам. Под тротуарами через 10,45л устроены водоспуски по типу плоских крыш, с помощью которых вода отводится за пределы пролетного строения.
Продольные балки проезжей части уложены непосредственно на верхний пояс сквозных поперечных балок фиг. 55. Расстояние между поперечными балками равно длине полупанели 2,62 м. Верхний пояс поперечных балок состоит из двух брусьев сечением 22 х.26 м, охватывающих с двух сторон подвески или промежуточные стойки и прикрепленных зубчато-кольцевыми шпонками к прокладкам, заложенным между двумя ветвями подвесок или стоек. Этим достигаются центрировка опорной реакции верхнего пояса поперечных балок и равномерная передача ее на оба бруса верхних поясов фермы жесткости.
Верхний пояс сквоэных поперечных балок поддерживается посредине двумя раскосами, образующими вместе с затяжкой треугольную систему и передающими нагрузку среднего узла поперечной балки на нижние пояса главных ферм, и работает как двухпролетный неразрезной, чем значительно облегчается его сечение.
Раскосы сквозной поперечной балки состоят иэ четырех досок сечением 6 х 20 см каждый; затяжка нижний пояс из досок того же сечения.
Все узлы и стыки сквозной поперечной балки решены на вубчато-кольцевых шпонках диаметром 160 мм. В прокладках составных элементов поставлены шпонки диамётром 120 мм.
По затяжкам вдоль моста уложены ходовые доски, обеспечивающие возможность периодиче
Поперечные балки проеэШей части 2226
-Продольные балки пооезЖей части 1622
Защитный настил из брускод 77
Фиг. 54. Детали проезжей части моста i 84 м Примечание. В опорных узлах арш не показаны
СЛОЖНЫЕ СИСТЕМЫ ПЛОСКОСТНЫХ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
835
ского наблюдения за состоянием моста во время его эксплоатации.
Помимо своих непосредственных функций сквозные поперечные балки служат ригелями поперечных полурам см. ниже.
3 Несущая конструкция
Каждая из двух комбинированных ферм моста состоит из гибкой арки и соединенной с ней
Распор тах 246 т-
Усилие в арке в третьей панели Smax 268 т.
Усилие в подвеске Zmax 17,5 т.
Усилие в поясах фермы жесткости: верхнем О 147,5 т; нижнем U 157,0 т.
Усилие в раскосах: наибольшее сжимающее D 20 т; наибольшее растягивающее D 17,7 т.
Фиг. 55. Сквовная поперечная балка разрез по Л Б, см. фиг. 69
подвесками фермы жесткости с треугольной решеткой.
Ввиду того что фермам в процессе сборки придается конструктивный строительный подъем см. ниже, расчет их произведен в предположении, что вся постоянная нагрузка передается на арку.
Линия влияния распора Н построена на основании приближенной ф-лы 18 и табл. 1.
Усилия в остальных элементах от временной нагрузки определены по линиям влияния с эаменой поезда грузовиков Н8 эквивалентной нагрузкой.
Наибольшие усилия в основных элементах фермы, полученные при невыгоднейшем расположении нагрузки, имеют следующие значения:
Арки запроектированы составного сечения из гнутых брусьев со стыками вразбежку с плотной приторцовкой последних.
Каждая арка фиг. 56 состоит из четырех ветвей шириной 20 см с двумя зазорами между ними также по 20 см, что дает полную ширину арки 1,20 м.
Зазоры служат для пропуска брусьев подвесок.
Каждая ветвь арки составлена из шести брусьев сечением 13 х 20 см и имеет полную высоту 78 см.
Брусья арки как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении скреплены связями через прокладки.
Связи запроектированы в двух вариантах:
1 гвозди крестового сечения фиг. 56 и 57;
53
В. В. БОЛЬШАКОВ
Гвозди 019,3,4350
ГВдздифЮ'ЛЬ
Гвозди 019,3
Оцинкованное кровелЬте Железо
-Асбофанеро
-20 -2О-4-20Ч-2В- 0-Wn-
Фиг. 56. Сечение арки к фиг. 52
3 болта 025
1 _
УЛ
Л ГГ1 j
7Л 1
го
УЖ 00
м
г
1
'Vp
Гн
1
М
Г-
'1
I
го
1
В
: 4Т:Т
4- ; о j r I'1 “1ПГ1Ч ii £ Si -PS i 1
£ Si 3
;
U аЩ:1
W- ¥
.j. j; о S о
м ,
о о
я
5.4
О о
кв
ii iiirrrh £ ' ir il: e 7
i
;
ft' - I I ’
CD
CVI
1
j
; о Jii о
S о i - 7
4-U
JP
L-24 Фиг. 57. Соединение элементов арки на гвоздях крестового сечения к фиг. 52
Фиг. 58. Соединение элементов арки на дубовых нагелях к фиг. 5
СЛОЖНЫЕ СИСТЕМЫ ПЛОСКОСТНЫХ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
837
2 цилиндрические дубовые нагели, закладываемые в предварительно просверленные гнезда фиг. 58.
Последний вариант подтверждает возможность осуществления принятой конструкции ' арки не только с помощью соединений новейших систем, но и на дубовых нагелях.
По сравнению с проектом моста пролетом 200 м форма прокладок между ветвями арок изменена и разработана в двух вариантах:
1 продольные прокладки из брусьев сечением 13 X 20 см, Длиной 1,25 м для гвоздей крестового сечения фиг. 57 и длиной 1,50 м для дубовых нагелей фиг. 58;
2 косые прокладки, врубленные вполдерева в месте пересечения их, из брусьев сечением 16 х X 20 см для гвоздей крестового сечения фиг. 59
равных ширине соответствующей грани брусьев пояса.
Решетка фермы жесткости треугольная с двойными восходящими и одиночными нисходящими раскосами.
Восходящие раскосы составлены из двух досок сечением 10 х 24 см с прокладками между ними на зубчато-кольцевых шпонках. Одиночные раскосы запроектированы из брусьев 20 X 24 см.
Узлы фермы жесткости осуществлены по тому же принципу, что и в проекте моста пролетом 200 м. Элементы решетки прикрепляются к брусьям поясов и к вертикальным прокладкам между ними фиг. 62.
Двойные раскосы прикрепляются к поясам непосредственно, одиночные через прокладки.
Отверстия для проветривания 03 А болт 019
ВолтфЪ
Фиг. 59. Перекрестные прокладки на крестовых нагелях
к Фиг. 52
Фиг. 60. Перекрестные прокладки на круглых вагелят к фиг. 52
12 а-А: шпонок ф 200 6 болтов Ф 25; £ 410
12 а-А шпонок 0160 Ъбаапов 02Э,ДОЗО
Фиг. 61. Стык брусьев поясов фермы жесткости к фиг. 52
и для дубовых нагелей сечением 20 х 24 см фиг. 60.
Помимо гвоэдей и нагелей в обоих вариантах поставлены болты диаметром 19 мм для плотной стяжки между собой отдельных ветвей и пакетов арки.
Ферма жесткости имеет 15 панелей длиной по 5,24 м, равной расстоянию между подвесками, и две крайних опорных панели по 2,70 м.
Пояса фермы жесткости состоят из четырех брусьев сечением 20 х 24 см фиг. 53, расположенных в два яруса. Между брусьями поясов имеются ваворы по горивонтали вавор в 40 см для пропуска раскосов решетки; по вертикали зазор в 24 см, ваполняемый в углах фермы жесткости прокладками, которые испольвуются для прикрепления решетки. Между узлами никаких связей не поставлено, так как пояса, воспринимающие распор арки, работают только на растяжение.
Стыки поясов фермы жесткости решены на зубчато-кольцевых шпонках фиг. 61. Каждая ветвь пояса перекрыта с четырех сторон накладками из досок толщиной 6 см по ширине,
В среднем узле фермы жесткости сходятся два двойных раскоса фиг. 62; однако этот увел ничем не отличается от остальных благодаря тому, что у одного ив раскосов сделан наконечник ив бруса сечением 20 X 24 см, равным сечению одиночных раскосов.
Опорный увел фермы жесткости решен на трехлобовой врубке и вубчатокольцевых шпонках фиг. 63. Одна из опор делается неподвижной путем заанкеривания вертикального опорного вкладыша; другая подвижной, на катках. В качестве варианта на фиг. 64 показана конструкция опорного узла с металлическими хомутами и натяжными болтами. Достоинствами этого варианта являются: уменьшение длины наклонной хвостовой части и возможность сократить ширину каменной промежуточной опоры быка; однако этот вариант опорного узла требует значительно большего количества металла.
Опорное давлеиие пролетного строения передается через вертикальные опорные вкладыши на железобетонные подферменные подушки и далее на кладку каменных опор.
838
В. В. БОЛЬШАКОВ
-ог--ог-г п
-V-
8 э.-к шп. 0160 8 з. -к иип ф 160
СЛОЖНЫЕ СИСТЕМЫ ПЛОСКОСТНЫХ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ 839
Фиг. 63а. Опорный узел фермы к фиг. 52
840
В. В. БОЛЬШАКОВ
Между опорными узлами ферм помещается вертикальная деревянная рама, обеспечивающая поперечную жесткость пролетного строения фиг. 63.
Подвески в виде коробчатых балок с фанерными стенками образуют вместе со сквозными поперечными балками проезжей части жесткие
Для рассматриваемой средней высоты подвески определяют прогиб верхнего, свободного ее конца под действием силы Р ■ 1, приложенной к этому концу. Прогиб этот складывается из двух величин: 1 прогиба At от деформаций самой подвески и 2 прогиба 5 ее конца вследствие деформаций поперечной балки в месте заделки подвески:
5 1 02.
41
В соответствии с конструкцией поперечных полурам:
1 ЗЕ1п где hi и J12 размеры подвески,
1п момент инерции коробчатого сечения подвески.
Вторая составляющая прогиба по общей теореме Мора:
43
Фиг. 636. Аксонометрия опорного узла к фиг. 63а
Фиг. 65. Схема поперечной полурамы моста I 84 м
полурамы, обеспечивающие устойчивость арок и передачу ветровой нагрузки с арок на связи моста.
Проверка устойчивости арок
Проверка устойчивости арок, закрепленных на подвесках как на упругих опорах, и расчет самих подвесок могут быть с достаточной точностью выполнены по нижеприведенному методу
А швеллера R22
gmwtOHtoe отливки ' 70200230
где N усилия в элементах сквозной поперечной балки от единичной нагрузки Р 1;
I, Е, F длина, модуль упругости и площадь элементов сквозной поперечной балки.
Имея прогиб д конца подвески, можно определить коэфициент отпорности среды к силу, смещающую конец подвески на единицу длины, делая допущения, что силы отпорности приложены не в местах сопряжений арки с подвесками, а непрерывно, по всей длине арки:
ъ-ж- “
где а длина панели расстояние между цодвесками.
Далее, определяем величину:
В2;
hlo
16 Е1а
45
где U s свободная длина дуги арки между точками ее пересечения с проезжей частью моста; к коэфициент, определяемый по ф-ле 44;
1а момент инерции поперечного сечения арки относительно вертикальной оси у у.
Зная Ва, по табл. 4 определяем число т полуволн, на которое подразделяется арка при ее выпучивании; найдя т, получаем коэфициент длины а по формуле:
m2
16Б2
7П2я4
46
8полос 5200
Сиг. 64. Вариант опорного узла с металлическими хомутами и натяжными болтами к фи i. 52
Ввиду криволинейного очертания арки приближенно принимают некоторую среднюю высоту h подвески, которая может быть определена как среднее арифметическое из длин подвесок в средней половине пролета моста фиг. 65.
и находим расчетную длину арки на продольный изгиО из плоскости фермы:
ly A Jo 47
Далее расчет арки производится по обычным правилам расчета на продольный изгиб брусьев составного сечения.
Таблица 4
1 Метод предложен проф. Тимошенко С. П.; получаемые неточности расчета идут в запас прочности.
В2
24,35
219,2
876,7
2 435
5 479
10 739
19 091
т
1
2
3
4
5
6
7
СЛОЖНЫЕ СИСТЕМЫ ПЛОСКОСТНЫХ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ 841
Расчет подвесок
Определение нормальных напряжений, действующих в поперечном сечении подвески, расчет стыка и гвоздевого забоя для прикрепления фанерной стенки могут быть выполнены по принципу равнопрочности на основании следующих соображений.
Задавшись сечением подвески и получив при этой жесткости подвесок удовлетворительные результаты при проверке арки на выпучивание из плоскости фермы, определяем на основании принятого сечения подвески наибольший изгибающий момент, который может быть воспринят подвеской в опасном сечении на уровне ее закрепления в верхней проезжей части:
48 сжатие;
Mmax £nW,
где
напряжение
на
W
п допускаемое расчетный момент сопротивления со-
1,1 к
сдв
ставного сечения.
UJgpiflib Т50
Гбозди
У голок аз оцинИпб -у-Железа 3030
ТалевЬе гбозди
ЩрупЬ 40
Отверстие для проветривания
Фиг. 66. Поперечное сечение подвески масштаб сечения искажен
При высоте подвески расстояние от опасного сечения до конца подвески получим условную силу Рр, вызывающую изгиб подвески по формуле:
М.
ГР
max
49
аная которую и учитывая кроме того основные растягивающие усилия в подвеске от вертикальной нагрузки и действия ветра, можем рассчитать стык и определить сдвигающую силу в любом поперечном сечении подвески.
Расстояние между подвесками в данном проекте равно длине панели 5,24 м, каждая подвеска составлена из двух брусьев 20 х 24 см фиг. 66. Стенка выполнена из клееной фанеры толщиной 68 мм и прикрепляется к основным брусьям при помощи гвоздей диаметром 4,5 мм, длиной 90 мм. В некоторых местах для обеспечения надежной связи между фанерой и брусьями гвозди заменены шурупами.
Брусья подвесок обхватывают с двух сторон пояса фермы жесткости и прикрепляются к ним на губчато-кольцевых шпонках диаметром 200 мм; кроме того они закрепляются гвоздями в рабочем настиле фиг. 67 и надежно связываются с поясами поперечной балки фиг. 55. Вместе с поперечными сквозными балками проезжей части подвески образуют полурамы, обеспечивающие поперечную жесткость пролетного сечения моста.
Ввиду того что положение брусьев поясов фермы жесткости соответствует по вертикали зазорам в арке, а подвески охватывают пояса фермы, для прикрепления подвесок к арке сечение подвесок меняется под аркой и во всех подвесках устраивается стык фиг. 56. Зазор между брусьями подвески, входящими в зазоры арки, заполняется коротышами.
‘Прокладка 1524x80
Пкяди фГ
13 М25
КГ
1 I Прокладка 1 'З 815200
Фиг. 67. Деталь закрепления подвески в рабочем настиле к фиг. 52
Подвески прикрепляются к арке зубчато-кольцевыми шпонками диаметром 120 мм. Кроме описанных выше стыков средние, наиболее длинные, подвески имеют промежуточные стыки, Перекрыло 3 щдронироОантт
т. jjomoi
клееная фанера
ГЬозди фА.Ь
90
Ь_
N
20
s-tr шпонКи 0200 баяntI 0 25.
80
420-
Г
-47
2Н
гм
t
я
Ь
m
I
0
сВ
ZA-
Фиг. 68. Деталь стыка подвески к фиг. 52
ваемые накладками сечением 7 х 20 см фиг. 68. Наружные накладки врезаны в брусья подвесок.
Второстепенные стойки, передающие нагрузку от сквозных поперечных балок верхним узлам фермы жесткости, запроектированные из двух досок сечением 7 х 24 см фиг. 62, располагаются в промежуточных между подвесками узлах и прикрепляются к поясам
Фиг. 69. Связи по нижнему поясу фермы жесткости разрез по А Б к фиг. 55
СЛОЖНЫЕ СИСТЕМЫ ПЛОСКОСТНЫХ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ 843
фермы жесткости на вубчато-кольцевых шпонках, охватывая брусья поясов снаружи аналогично подвескам.
4 Связи
Основная система связей по верхнему поясу фермы жесткости фиг. 53 55 запроектирована в виде двутавровой горизонтальной балки, стенкой которой служит перекрестный настил проезжей части. Пояса ветровой балки составлены ив 12 досок сечением 6 х 20 см каждая; половина этих досок является рабочими, остальные служат для перекрытия стыков.
Соединение элементов перекрестного настила с поясами должно быть рассчитано на передачу усилий, действующих в поясах ветровой фермы. Соединение элементов перекрестного настила между собой должно обеспечивать перекрытие стыков этих элементов.
Связи по верхнему поясу фермы жесткости воспринимают давление ветра на все пролетное строение и передают его вертикальным железобетонным рамам, расположенным в верхней части каменных опор фиг. 63.
При отсутствии конструктивного строительного подъема на арку передается только часть постоянной нагрувки, остальная часть ее передается на ферму жесткости. Величина распора в этом случае определяется по формуле:
ТТ 8
где у коэфициент распределения нагрузки.
Чтобы передать на арку всю постоянную нагрузку, необходимо загрузить ее дополнительной нагрузкой, которая может быть выражена как часть постоянной нагрузки путем умножения последней на некоторый коэфициент 3.
Эту дополнительную нагрузку можно совдать 8а счет предварительного выгиба фермы жесткости вверх и присоединения ее в таком напряженном состоянии к арке, если величину стрелы выгиба, которая и представляет собой величину конструктивного строительного подъема, принять равной прогибу фермы жесткости под нагрузкой 5д.
Коэфициент
г v
Опорные узлы собираются отдельно
1 s 1 i 1 i Г“
I j j j г J j j I i
со
CNJ
8400 10000
Фиг. 70. Сборка фермы жесткости на бойке к фиг. 52
Другая второстепенная система горизонтальных полураскосных связей для увеличения жесткости пролетного строения фиг. 69 расположена в плоскости нижнего пояса фермы жесткости.
В верхней части пролетного строения над проезжей частью арки связаны между собой только распорками и решетчатых свяэей не- имеют. Давление ветра на эту часть пролетного строения воспринимается жесткими подвесками, роль которых в обеспечении поперечной жесткости пролетного строения подробно выяснена выше.
б Сборка и установка
Сборка пролетного строения может быть осуществлена различными способами: 1 на месте в вертикальном положении, на подмостях, установленных в русле реки, или 2 на стороне с последующей надвижкой или подвозкой его. Последний способ, описание которого дано ниже, может иметь преимущества в случае большого количества пролетов, затруднительности по тем или иным причинам устройства подмостей в русле реки и т. п.
Одним ив основных моментов сборки является устройство конструктивного строительного подъема, величина которого приближенно может быть определена на основании следующих соображений
1 Все последующие рассуждения предполагают только упругие деформации системы.
величина конструктивного строительного подъема:
. _ 5 figl
’ynp ZM ' EI
Здесь I пролет фермы, I момент инерции поясов фермы жесткости, определяемый по формуле:
j __ Fhl 1 2
где h высота фермы, a F площадь пояса, I пролет фермы.
Помимо конструктивного строительного подъема фермам в процессе сборки придается без насильственного натяжения строительный подъем fcde, равный по- величине прогибу ферм от обмятия стыков и от деформаций свяэей в стыках и узлах системы.
Указания о способах приближенного определения fcde даны выше.
Принятый метод сборки сводится к следующему.
На берегу желательно крутом устраивается боек с размерами, достаточными для одновременной сборки двух ферм. Фермы жесткости с частью подвесок до промежуточного стыка собираются на бойке в горизонтальном положении фиг. 70.
1 Коэфициент р может быть получен из равенства ffia __ gl2 - pgl
У -в У-
8 8
Поперечный разрез. Стадия 3
Фиг. 71, Подъем и установка ферм жесткости в вертикальное положение к фиг. 70
Таблица 5
Техник о-экономические показатели на 1 пог. м фермы и на все пролетное строение моста пропетом I 84 лс комбинированной системы типа Лангера под автогужевую дорогу
Лесоматериал в том числе и фанера
Отношение веса металла к полному весу
пп
Наименование элементов моста
основные элементы, объем в.И3
накладки, прокладки, объем В JVt3
полный объем в м3
вес в кг при у 55U кгмЪ
Металл вес в кг
Полный вес в кг
Строит, коэфициент по весу
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
I. Ферма Арка 0,66
0,10
0,76
418
36
454
7,93
1,25
2
Ферма жесткости пояса и решетка.
0,56
0,17
0,73
402
85
487
17,4
1,52
3
Подвески.
0,22
0,05
0,27
149
17
166
10,25
1,37
Итого ферма без обшивки 1,44
0,32
1,76
969
k 138
1107
12,5
1,40
4
Обшивка: а арок.
0,04
22
5
27
18,5
б подвесок.
0,03
17
1
18
5,55
Итого ферма с обшивкой.
1,44
1,83
1008
144
1152
12,5
1,46
5
II. Проезжая часть и связи
Настилы и пояса ветровой балки.■
0,91
0,91
501
9
510
1,77
6
Распорки: а рабочее сечение.
0,03
0,03
17
1
18
5,55
б обшивка.
0,01
6
1
7
14,3
7
Нижние связи.
0,04
0,33
0,01
0,05
28
1
29
3,45
8
Продольные балки 0,23
127
13
140
9,3
9
Сквозные поперечные балки
0.41
0,08
0,49
270
20
290
6,9
10
Деревянная торцовая мостовая 0,29
203
203
11
Гольццементный ковер.
56
12
Слой земли и песка для газонов толщиной 4 см.
от 77
_
13
Настил тротуаров, отбойные брусья и пр.
0,21
0,21
115
8
123
6,5
Итого на проезжую часть и связи.
1,83
0,09
2,22
1267
53
1453
3,65
Всего на 1 пог. м фермы
3,27
0,41
4,05
2 275
197
2 005
7,56
1,45
Всего на 1 пог. м моста
6,54
0,82
8,10
4 550
394
5 210
7,56
1,45
На все пролетное строение: лесоматериала 618,0 лев пилен.; металла 33,1 т; прочий материал торцовая мостовая, гольццемент и пр. 84,4 т.
СЛОЖНЫЕ СИСТЕМЫ ПЛОСКОСТНЫХ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ 845
Работа начинается со сборки и 8апрессовки опорных узлов, нижних частей арки и прилегающей части фермы жесткости жирные линии на фиг. 70.
Далее собираются остальные части фермы жесткости от опор к середине моста отдель-
сборке в виде перекоса соединяемых элементов произойти не может.
Узлы на зубчато-кольцевых шпонках обжимаются специальными мощными приспособлениями; запрессовка небольших пакетов стыки поясов, двойные раскосы и т. п. производится
Фасад. Стадия 4
Фиг. 72. Придание фермам жесткости конструктивного строительного подъема к фиг. 52
Фасад. Стадия 5
Фиг. 73. Сборка арок к фиг. 52 Поперечный разрез. Стадия б
■720
1
ю
I
Фиг. 74. Передвижка пролетного строения с береговых подмостей бойка на баржу-понтон к фиг. 52
ными участками. На протяжении каждого участка запрессовка шпонок производится одновременно, причем участок одновременной запрессовки обязательно заканчивается раскосом, состоящим из одного бруса одноветвевой раскос. При этом порядке никаких затруднений в
стяжными болтами. При соединении частей фермы ей придается строительный подъем fcde.
После сборки фермы жесткости с выпущенными подвесками поднимаются в вертикальное положение при помощи нескольких установленных между ними мачт или копров фиг. 71.
846
В. В. БОЛЬШАКОВ
Технико-экономичесвио показатели деревянного и металлического
I
а
с
X
О Д
м а
Эквив. нагрузки в тм
Лесоматериал и прочий материал
Система
Расчет
ный
пролет
Габарит и класс нагрузки
ферма
связи
проезжая
часть
одежда проезжей части, обшивка, настил и пр.
итого
Ферма
м
кг
кг
м
кг
Mz
кг
м
кг
кг
Деревянное пролетное строение с фермами комбиниров. безрасп. системы типа Лангера
84
Г4
Н8
1,10
1,76
970
0,08
44
1,63
900
496
3,47
2 410
138
12,5
Металлическое пролетное строение с баночными фермами с полигональным верх
ним поясом
81,60
Ширина проезда Ь60 м Ширина тротуара 1,69 м I класса по нормам 1927 г.
1,80
723
723
290
Установленным в вертикальном положении фермам жесткости придается дополнительный упругий подъем fynp, величина которого определяется на основании изложенного выше фиг. 72. Этот подъем может быть придан ферме путем подклинки ее средней части при неподвижно закрепленных концах либо путем опускания вниз концевых частей при зафиксированном положении середины фермы; последнее предпочтительнее.
Далее, наращиваются подвески, устраиваются на них подмости для сборки арок и производится сборка последних фиг. 73, начиная с опорных узлов, в которых при изготовлении их брусья арок выпускаются вразбежку. Одновременно устраивается проевжая часть и производится покрытие ее настилов гольццементным ковром. Проезжая часть создает жесткость в поперечном направлении и защищает в дальнейшем от увлажнения всю нижнюю часть пролетного строения.
По окончании сборки пролетное строение передвигается по рельсовым путям на подмости, установленные на барже-понтоне фиг. 74. Перемещение этих подмостей в вертикальном направлении Достигается регулировкой водяного балласта баржи-понтона, для чего последняя снабжается мощными помпами.
Пролетное строение, установленное на понтоне, перевозится при помощи катеров, моторных лодок и т. п. к месту установки фиг. 75.
При подводке пролетного строения к мостовым опорам понтон ставится на якоря и дальнейшая установка пролетного строения на опоры производится путем регулирования при помощи лебедок длины якорных цепей.
После установки пролетного строения на опоры фиг. 76, которая в вертикальном направлении осуществляется регулированием водяного балласта в понтонах, возводится железобетонная рама, служащая опорой для горизонтальных
План. Стадия 7
СЛОЖНЫЕ СИСТЕМЫ ПЛОСКОСТНЫХ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
847
Таблица 6
пролетных строений под автогужевую дорогу на 1 пог. м фермы моста
л
Металл
связи
кг
проезжая
часть
кг
одежда проезжей части, обшивка, настил и пр.
кг
итого
кг
Вес в кг на 1 пог. м фермы
ферма
соб
ствен
ный
вес
СВЯЗИ
проез
жая
часть
одежда проезжей части, обшивка, настил и пр.
всего
1107
46
950
503
2 607
Пол
ная
Весо
иагруз-
вой
ка
в кг
коэфи
на
циент
1 пог.м.
Примечание
4,35
50
5,26
1,40
197
7,56
3 707
3,55
280
681
бал
ки
2 251
1290
280
681 балки
723
2 974
4 774
3,31
По данным технического проекта СДК ЦНИПС
1. П а т о н и Горбунов, Стальные мосты, т. I, изд. 1930 г. 2. Одежда проезжей части - дощатый иастил
Фасад. Стадия 8
Фиг. 76. Установка пролетного строения на опоры быки к фиг. 52
ветровых связей-балок 1 и одновременно производятся устройство тротуаров, обшивка арок и прочие отделочные работы.
в Технико-экономические показатели
Расход материалов на 1 м фермы моста и на все пролетное строение приведен в табл. 5. Там
1 Невозможность выполнения железобетонных работ до установки пролетных строений на опоры является некоторым недостатком проекта, устранимым путем замены железобетонной рамы деревянной решетчатой конструкцией.
же приведены значения строительных коэфи циентов для фермы в целом и ее частей.
Коэфициент собственного в ес а, определяемый по формуле ТУ и Н, получен равным:
- 3.55.
Сравнивая эти показатели с аналогичными данными для металлической балочной фермы с полигональным верхним поясом пролетом I 81,60 м, следует отметить незначительную разницу в величине строительного и весового коэфициентов табл. 6.
848
В. В. БОЛЬШАКОВ
В заключение необходимо отметить, что описанный проект деревянного моста I 84 м, представляя собой вполне реальный пример решения поставленной выше задачи перекрытия в дереве пролетов 80 100 м в отношении мостов под автогужевую дорогу, вполне подтверждает техническую и экономическую целесообразность этого решения.
ЛИТЕРАТУРА
1. НКПС, Труды мостовой подсекции, сборник IN 1, Вопросы деревянного мостостроения, изд. 1923 р., доссжад проф. Стрелецкого Н. С.
2. Мюллер-Бреслау, Графическая статика, т. И, ч. 1, изд. 1910 г.
3. Прокофьев И. П., Теория сооружений, т. I, вып. 2, изд. 1932 г.
4. Филоненко-Бородич М. М., Основы теории работы упругих сил, Гостехиздат, 1932 г.
5. Тимошенко С. П., Статика сооружений,
ч. 1, изд. 1931 г.
6. Цаплин С.А., Деревянный мост через р. Пахру, Гострансиздат, 1933 г.
7. Карлсен Г. Г., Строительные меры борьбы с гниением и пожарной опасностью, ВИА, 1934 г.
8. Ильясевич С. А., Новости городского мостостроения, 1935 г.
9. Передерий Г. П., Курс мостов, ч. 2, Висячие мосты, 1933 г.
10. Цаплин С. А., Многоценные висячие мосты, Цудортранс, 1933 г.
РАЗДЕЛ ШЕСТОЙ
ЗАЩИТА И ЭКСПЛОАТАЦИЯ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Проф. Г. Г. КАРЛСЕН и проф В. А. ПОПОВ
I. БОРЬБА С ГНОЕНИЕМ, ЖИВОТНЫМИ ВРЕДИТЕЛЯМИ ДРЕВЕСИНЫ И ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТЬЮ
1. Вводная часть
Гнилостный распад древесины и других органических строительных материалов результат жизнедеятельности грибов-разрушителей.
Прорастание грибных спор семян, развитие гиф грибных нитей, пронизывающих толщу древесины и разрушающих ее при помощи выделяемых ими ферментов, и развитие воздушного мицелия войлочка наружной грибницы возможны только:
1 при подходящей температуре выше 0 и ниже 40 Ц;
2 при достаточной, но не чрезмерной влажности строительных материалов для дерева при влажности более 20 и менее полного насыщения водой;
3 при достаточном доступе к гниющей части сооружения влажного воздуха;
4 при отсутствии в древесине ядовитых для грибов веществ, вводимых в толщу дерева консервирование или содержащихся в нем от природы, хотя и в недостаточной концентрации таннины в дубе и др.
Заражение древесины может происходить не только грибными спорами, но также путем непосредственного соприкосновения здоровой древесины с древесиной, зараженной грибом.
Скорость гниения древесины зависит от вида гриба-разрушителя, температуры, влажности и пр. В некоторых случаях даже толстые сортаменты разрушаются в течение одного года.до полной потери механических свойств, в других гниение идет чрезвычайно медленно.
В условиях, не благоприятствующих npopai станию и развитию, грибные споры, и гифы сохраняют всхожесть и способность развития в течение нескольких лет, несмотря даже на длительное воздействие1 низких температур ниже 0 Ц. Поэтому лесоматериалы, пораженные грибами, разрушающими мертвую древесину сапрофиты и полупаразиты х, не должны не только
1 Различают грибы, разрушающие только живое растущее дерево грибы-паразиты, грибы, разрушающие мертвое дерево в изделии грибы-сапрофиты и наконец грибы, разрушающие как растущее, так и срубленное дерево полупаразиты.
применяться в строительстве, но даже и допускаться на склад. По тем же причинам строительная площадка должна тщательно очищаться от пораженных гниением лесоматериалов, оставшихся от старых построек, если таковые были на месте строительства.
При сплошном прогревании всей толщи материала гифы не выдерживают высоких температур более 40 60 Ц и погибают; грибные споры выдерживают более высокие температуры. В обеззараживающем влиянии высоких температур одно из существенных преимуществ горячей камерной сушки по сравнению с холодной естественной. Абсолютная стерилизация древесины обеспечивается диатермической длинноволновой электросушкой ее, впервые разработанной по заданию СДК ЦНИПС проф. Ив Б. Т. в Воронежском ИСИ.
Поверхностное, хотя бы и систематическое, уничтожение воздушного мицелия даже путем газовой дезинфекции не обеззараживает материала, а только задерживает развитие и разрушительную деятельность гриба.
С точки зрения определения методики борьбы с гниенИем все сооружения и их части можно разделить на три основные группы:
1 сооружения или части сооружений, находящиеся непрерывно или длительно в. температурных и влажностных условиях, благоприятствующих гниению;
2 сооружения или части их, попадающие в такие условия только на короткие сроки;
3 сооружения, находящиеся в условиях постоянной сухости менее 20 влажности дерева или непрерывного интенсивного увлажнения.
В сооружениях группы 1 гниение может быть предотвращено только путем сплошного введения в древесину ядовитых веществ антисептиков на возможно бблыную глубину, т. е. методами химического воздействия консервирования или путем резкого снижения гидрофильности древесины методами стабилизации ее.
В сооружениях группы 2 гниение предотвращается методами легкого консервирования, преимущественно местного значения; для обеспечения эффективности мероприятий местного зна
850
Г. Г. КАРЛСЕН и К. А. ПОПОВ
чения в сооружениях группы 2 по возможности должен поддерживаться осушающий режим эксплоатации.
В сооружениях группы 3 никаких специальных мер защиты от гниения не требуется; в них достаточно надежно обеспеченного и непрерывно поддерживаемого состояния сухости менее 20 влажности или состояния высокой влажности выше 60, чтобы избежать развития жизнедеятельности грибной флоры.
Таким образом в надземных сооружениях строительные меры борьбы с гниением сводятся к обеспечению сухости деревянных конструкций во всех этапах заготовки, возведения и эксплоатации их; химические меры защиты дерева от гниения применяются в них лишь в виде исключения.
2. Консервирование древесины
1 Общие указания
В зависимости от характера увлажнения консервированию подвергаются либо все деревянные элементы сооружения либо только некоторые или даже только те части их, которые подвергаются увлажнению.
Для надежной защиты необходимо, чтобы применяемое в качестве антисептика консервирующее вещество обладало:
1 достаточной ядовитостью для грибов;
2 достаточной химической и физической устойчивостью, т. е. чтобы оно не улетучивалось, не вымывалось и не теряло вследствие этого защитных свойств в условиях эксплоатации сооружения;
3 достаточной легкостью проникания в древесину и способностью прочно на ней держаться.
В то же время необходимо, чтобы это вещество не увеличивало существенно огнеопасности, не угрожало здоровью человека и домашних животных, не ослабляло механических качеств древесины и не способствовалб коррозии металлических крепей. В некоторых случаях требуется также, чтобы антисептик не имел неприятного запаха, а также не препятствовал последующей окраске поверхности консервируемого материала.
2 Антисептики
а Классификация
Из числа применяемых в настоящее время в СССР антисептиков можно рекомендовать следующие:
Маслянистые антЬсептики:
Каменноугольное креозотовое или антраценовое масло.
Карболинеум.
Смесь креозотового масла с мазутом.
Торфяное креозотовое масло.
Зеленое масло.
Солевые антисептики водные:
Фтористый натрий.
Комбинированный фтористонатровый антисептик.
Хлористый цинк.
Перечисленные антисептики при соответствующей дозировке достаточно ядовиты для грибов, однако ни один из них полностью не удовлетворяет поставленным выше требованиям и потому в каждом отдельном случае необходимо при вы
боре их руководствоваться условиями работы защищаемой постройки или сооружения, а также желаемым сроком защиты.
б Маслянистые антисептики
Креозотовое масло обладает высокой антисептичностью по отношению к дереворазрушающим грибам, насекомым и морским древоточцам, может сохранять свои защитные свойства десятки лет в условиях даже очень интенсивного вымывания,,, не оказывает вредного действия на древесину и металл. Существенными недостатками этого антисептика являются его резкий, едкий вапах, повышенная способность к воспламенению обработанной им древесины особенно первые 5 6 месяцев после пропитки, а также невозможность последующей окраски обработанной древесины. Креозотовое масло наилучший антисептик для гидротехнических сооружений, для частей построек и сооружений, находящихся на открытом воздухе, работающих в непосредственном соприкосновении с вемлей шпалы, столбы, лежни и пр. или постоянно находящихся в условиях повышенной влажности. Для частей сооружений и построек, связанных 6 постоянным или периодическим пребыванием в них человека или животных, а также для складских помещений, где хранятся легко поглощающие запах продукты, применение креозотового масла не рекомендуется. Креозотовое масло применяется для пропитки под давлением и по споообу горяче-холодной ванны, а также для поверхностной обмазки древесины.
Антраценовое масло продукт, близкий по составу к креозотовому маслу, отличается от него большим удельным весом и несколько повышенной вязкостью. По антисептичности оно мало отличается от креозотового масла.
Карболинеум1 представляет собой антраценовое или креозотовое масло, обработанное хлором при подогревании, в результате чего уменьшаются присущий этим маслам запах и огнеопасность и увеличивается вязкость. Антисептические свойства практически остаются те же. Вследствие указанных свойств карболинеум находил довольно широкое применение для наружных обмазок частей построек и сооружений 2.
Смесь креозотового масла с мазутом. Дефицит креозотового масла и сравнительно вырокая его цена привели к широкому применению смесей креозотового масла с мазутом, причем последний, сам по себе не обладающий антисептическими свойствами, используется только как растворитель. Смесь эта применяется только nptf пропитке древесины под давлением и по способу горяче-холодной ванны и должна содержать не менее 40 креозотового масла 8.
Торфяной креозот. Дефицитность креозотового масла заставила обратиться к применению других масел, обладающих антисептическими свойствами. К числу их относится торфяной креозот. Длительное исследование в лабораторном масштабе подтвердило удовлетво-
1 Впервые предложен Авенариусом, а Необходимо иметь в виду, что в настоящее время иногда на рынке под названием карболинеума появляются суррогаты, обладающие невысокими антисептическими свойствами и вызывающие коррозию металла
Креозотовое масло и мазут по качеству должны удовлетворять специальным ВЕСТ НКПС.
БОРЬ Б А С ГНИЕНИЕМ
851
рителькые хотя и пониженные по сравнению с креозотовым маслом антисептические свойства этого масла и позволяет использовать его как суррогат креозотового масла. Недостатки и преимущества этого масла в общем те же, что и у креозотового масла.
Кроме торфяного креовота в настоящее время проверены антисептические свойства так называемого зеленого масла, получаемого как отход при выработке толуола из нефтяных продуктов. Это масло обладает малой вязкостью, легко проникает в древесину. Недостатком попадающего на рынок зеленого масла является обычно значительное содержание легко кипящих составляющих, что повышает опасность воспламенения пропитанной древесины. До настоящего времени зеленое масло применялось для пропитки под давлением в смесях с креозотовым маслом и мазутом, а также в чистом виде.
в Солевые водные антисептики
Солевые антисептики применяются обычно в виде водных растворов или паст или же добавляются в сухом виде к утепляющим засыпкам.
Фтористый натрий обладает высокой антисептичностью в отношении дереворазрушающих грибов; трудно растворяется в воде не более 4 4,5 в кипящей воде; концентрация технических растворов его обычно не превышает 3. Вследствие слабой растворимости он сравнительно мало страдает от вымывания; фтористый натрий не понижает механических свойств дерева и мало корродирует металл, не повышает огнеопасности, сравнительно мало ядовит для человека и животных, не имеет вапаха и не препятствует последующей окраске древесины. В силу указанных свойств фтористый натрий является одним из эффективнейших антисептиков для защиты от гниения частей гражданских сооружений, не подвергающихся особо энергичному вымыванию водой и не соприкасающихся с известью. Фтористый натрий можно применять в комбинации с веществами, повышающими огнестойкость дерева. Он применяется как для пропитки под давлением или по способу горячехолодной ванны, так и для поверхностной обмазки древесины. Кроме того фтористый натрий чрезвычайно широко применяется при новых облегченных методах консервирования по способу Кобра, бандажи и суперобмазки.
Комбинированные фтористонатровые антисептики. Несмотря на хорошие качества фтористого натрия как антисептика, существенным недостатком его является все же вымываемость из пропитанной древесины, хотя и не высокая, но все же во многих случаях ограничивающая срок его защитного действия.
Вследствие этого, а также по ряду других причин гораздо выгоднее применять его в комбинированном виде, добавляя динитрофенолы и их соли, а также некоторые вещества, уменьшающие корродирующее действие динитрофенолов. В таком комбинированном виде фтористый натрий получил чрезвычайно широкое распространение в странах Западной Европы. Незначительно уступая хорошим маслянистым антисептикам в отношении, долговечности защиты вымывание, комбинированные антисептики должны применяться в первую очередь в тех случаях, когда указанные выше отрицательные свойства масля
ных антисептиков не дают возможности их использовать. Существует много различных типов комбинированных фтористонатровых антисептиков; состав наиболее распространенных ив них следующий:
т р и о лИТ
Фтористого натрия.
.73
Динитроф енолов
.18
Хрома 9
М а л е н и т
Фтористого натрия.
.81
Динитрокрезола . 13
Двойной сурьмяной соли
6
Уралит
Фтористого натрия.
. 85
Динитрофенола.
. 15
Как фтористый натрий, так и комбинированный фтористонатровый антисептик применяются для пропитки в концентрациях 2 3; для поверхностной обмазки в концентрации 3; при пропитке по способу Кобра, бандажей и суперобмазок количество фтористого натрия регулируется специальными техническими условиями.
Хлористый цинк. По силе отравляющего действия, оказываемого им на грибы, хлористый цинк уступает фтористому натрию. Существенными недостатками его являются: 1 чрезвычайно большая растворимость в воде и как следствие очень сильная вымываемость, 2 вредное действие на древесину при применении в концентрациях более 5 и 3 корродирующее действие на металл. Хлористый цинк применяется в концентрациях: для пропиток 2 5, для обмазок 5 10.
Из-за указанных его недостатков хлористый цинк должен применяться только в тех случаях, когда невозможно достать фтористого натрия в чистом или комбинированном виде.
В практике помимо перечисленных выше солевых водных антисептиков ввиду дефицитности их находит применение медный купорос, обладающий антисептичностью, близкой к хлористому цинку, но вымываемый еще более последнего и кроме того вредно действующий на металл. Он применяется только для поверхностных обмазок в концентрации от 10 до 20, но даже при таких условиях защита медным купоросом не всегда дает удовлетворительные результаты.
г Прочие антисептики
Довольно широкое распространение имел до последнего времени антисептик, называемый К у к и представляющий более или менее стойкую эмульсию креозотового или антраценового масла в воде. Поскольку препараты Кук изготовляются из указанных выше сильных масляных антисептиков, они обладают некоторой антисептичностью, но надежность и продолжительность их действия, а также экономическая эффективность их применения пока еще не могут считаться установленными.
Антисептик Кук применяется с эффективностью в термолитовых засыпках, где пушонка, полученная в результате гашения извести эмульсией креозотового масла в сухом виде, равномерно подмешивается к опилкам и тем самым антисеп тирует их.
852
Г. Г. КАРЛСЕН и К. А. ПОПОВ
Наконец в качестве простейшего и дешевого антисептика в некоторых случаях применяют обыкновенную поваренную соль.
Этот слабый и легко вымывающийся антисептик применяется только для так называемой просолки, т. е. глубокой пропитки при помощи длительной вымочки в крепких соляных растворах. Экономически соль может оправдать себя только в тех случаях, когда можно пользоваться даровым запасом рассола в виде соляных озер или лиманов и когда пропитанная солью древесина не подвергается сильному выщелачиванию.
В Способы консервирования
а Общие указания
Продолжительность защиты дерева от гниения помимо состава антисептика зависит также от того, на какую глубину и в каком количестве антисептик вводится в древесину.
Оба эти фактора в значительной мере определяются применяемым способом консервирования.
Кроме того некоторые способы консервирования дают возможность защищать сортимент по всей его поверхности, другие же допускают только местную эащиту той или иной части сортимента.
Наконец для некоторых способов консервирования требуется сложное специальное оборудование, тогда как другие позволяют обходиться простейшими устройствами.
б Обмазка, опрыскивание и кратковременное погружение в антисептик
Эти способы просты и удобны в применении и не требуют почти никакой специальной аппаратуры. Но антисептик проникает в древесину на очень незначительную глубину 2 4 мм в небольшом количестве, а потому такая обработка может дать удовлетворительные результаты только в том случае, когда применяется достаточно сильный и стойкий антисептик и если защищенная им древесина не подвергается растрескиванию, при котором открывается для поражения грибом внутренняя незащищенная часть древесины. В тех же случаях, когда тонкий защищенный поверхностный слой подвергается механическому повреждению или вымыванию, такая обработка недостаточна. При указанных способах консервирования применяются антисептики: 1 маслянистые креозотовое или антраценовое масло и карболинеум,
2 солевые комбинированные фтористо-
Таблица 1
Нормы расхода антисептика в граммах на 1 см£ обрабатываемой поверхности
Антисептик
С боковой поверхности
С торцевой поверхности
Креозот, илц антрапеновое масло.
120
250
Фтористый натрий 3-ный
раствор 8
20
Хлористый цинк, медный
купорос 10-ный раствор
20
70
натровые антисептики и простой фтористый натрий.
При отсутствии указанных антисептиков со значительно меньшей гарантией успеха можно пользоваться хлористым цинком, медным купоросом и в крайнем случае даже Куком.
Эти способы консервирования дешевы, могут быть применены как до положения материал в дело, так и в процессе строительства и удобны для защиты гражданских сооружений от домовых грибов.
в Пропитка под давлением
Пропитка под давлением является наиболее надежным способом консервирования в тех случаях, когда приходится консервировать лесоматериалы, предназначенные для работы в условиях сильного вымывания антисептика, при однотипных сортиментах, применяемых для массового производства и не подвергаемых после консервирования перед положением в дело механической обработке. Этот способ позволяет применять почти все известные антисептики и вводить их в древесину на максимальную глубину, широко варьируя по мере надобности количество вводимого антисептика фиг. 1.
В зависимости от режима пропиточных операций на 1 м8 толстомерных сосновых сортиментов вводится обычно 65 90 кг, а для защиты свай от морских древоточцев даже 120 240 кг маслянистого антисептика. При пропитке солевыми антисептиками на 1 м3 древесины вводят до 300 кг раствора.
Изменяя по желанию концентрацию раствора солевых антисептиков, можно вводить в древесину различное количество антисептических солей.
Пропитка под давлением может производиться только при наличии специального сложного заводского оборудования и потому оправдывается только при крупном масштабе производства, однотипности пропитываемых сортиментов и возможности пускать их в дело без дальнейшей механической обработки. Строительные лесоматериалы, как правило, не могут консервироваться по этому способу на месте строительных работ, а должны сначала завозиться на пропиточный завод и уже оттуда направляться на строительство.
При пропитке под давлением сортименты консервируются целиком, производить консервирование только какой-либо части сортимента почти невозможно. До последнего времени этот способ пропитки требовал сухого лесоматериала с влажностью не более 25, и только в 1933 г. разработаны режимы, позволяющие вполне удовлетворительно пропитывать сосновые лесоматериалы с влажностью до 35.
г Облегченные способы кон
сервирования
В тех случаях, когда простейшие способы консервирования обмазка и пр. оказываются недостаточно эффективными и когда в то же время пропитка под давлением rto тем или иным причинам неприемлема например когда нельзя избежать последующей механической обработки сортиментов или когда требуется консервировать сортименты не целиком, а только частично,
БОРЬБА С ГНИЕНИЕМ
853
надлежит применять так называемые облегченные способы консервирования. Ввиду того что эти способы не требуют капитального оборудования, они могут применяться непосредственно на строительстве при любом масштабе производства.
Значительным преимуществом этих способов
лони и в ядровой части на глубину 2 5 мм фиг. 2.
Трудно пропитывающиеся породы ель, пихта обрабатываются этим способом плохо.
При способе горяче-холодной ванны можно применять как маслянистые, так и солевые антисептики.
Пропитка пиломатериалов под давлением
Фиг. 1а. Глубина пропитки водными антисептиками
Фиг. 16. Глубина пропитки
является то, что большинство их можно применять до, во время и после положения сортиментов в дело.
Консервирование по способу горяче-холодной ванн ы. Процесс пропитки по этому способу состоит в том, что сортимент целиком или той частью, которую требуется консервировать, погружается сначала в ванну с горячим антисептиком 90 95 П, выдерживается там в зависимости от поперечных размеров от 2 до 5 час. и затем быстро переносится в ванну с холодным антисептиком 12 20
Фиг. 2. Поперечный разрез сосновых столбов, пропитанных по способу горяче-холодной ванны
для солевого и 40 50 Ц для маслянистого и выдерживается там 1 3 часа или просто оставляется в горячей ванне до ее остывания.
При нагревании древесины в горячей ванне воздух, находящийся в порах древесины, прогревается, расширяется и частично выходит наружу. При последующем охлаждении в холодной ванне оставшийся в древесине воздух охлаждается и сжимается, благодаря чему внутри древесины образуется вакуум, способствующий засасыванию антисептика.
Легко пропитывающиеся породы сосна, кедр в заболонной части и береза могут быть пропитаны по этому способу на всю толщу забо-
маслянистыми антисептиками
Норма поглощения антисептика на 1 м толстомерных сосновых сортиментов 100 200 кг.
Дерево должно быть сухое не более 25 влажности, при большей влажности необходимо увеличивать время выдержки в горячей ванне, однако, несмотря на это, результаты получаются хуже.
При пропитке по способу горяче-холодной
Фиг. 3. Простейшая установка для пропитки по способу горяче-холодной ванны
ванны требуются только баки для горячего и холодного антисептика и нагрев для горячей ванны. Способ этот может применяться непосредственно на стройплощадке при любом масштабе производства фиг. 3. Стоимость пропитки примерно та же, что и пропитки под давлением г.
1 Для пропитки по способу горяче-холодной ванны имеется соответствующий ВЕСТ НКПС.
854
Г. Г. КАРЛСЕН и К. А. ПОПОВ
Консервирование по способу Кобра производится специальным прибором Кобра. Антисептик в виде пасты вводится в древесину при помощи наколов пустотелой иглой. В месте накола остается заряд антисептика, который в сырой древесине или при последующем ее увлажнении рассасывается по прилегающему к наколу участку. Наколы должны располагаться на таком расстоянии друг от друга, чтобы при последующем рассасывании антисептика весь
Фиг. 4. Пропитка по способу Кобра
наружный слой древесины оказался пропитанным на глубину наколов.
Ввиду того что рассасывание антисептика идет легче вдоль волокон в продольном направлёнии, расстояние между наколами делается: в продольном направлении 15 см, в поперечном 3 3,5 см. Обычно наколы располагают в шахматном порядке. Глубина наколов: для осны 5 см, для дуба 2,5 3 см.
Фиг. 5. Пропитка столба по способу Кобра
Способ Кобра позволяет консервировать только ваболонную часть древесины и применим только к круглым сортиментам столбы фиг. 4 и 5.
Для способа Кобра применяется комбинированный фтористо-натровый антисептик, обычно' Уралит, но можно пользоваться также и простым фтористым натрием.
Порода древесины, как и влажность ее, для этого способа безразлична. Обычно по способу Кобра производят только местное консервирование того участка, который находится под угрозой загнивания, например в телеграфных столбах защищают только участок в пределах от 60 см ниже уровня грунта 1 и верхушку столба. Для умень
1 Впоследствии антисептик распространяется на значительно больший участок.
шения вымывания защищенный участок снаружи обмазывается маслянистым антисептиком.
Расход антисептика на 1 столб диаметром 32 см 0,6 кг; расход маслянистого антисептика для обмазки консервируемого участка 0,6 2 кг.
Консервирование при помощи бандажей. Способ этот, сохраняя все преимущества способа Кобра и базируясь на том же принципе последующего распространения антисептика в древесине, не требует никакой аппаратуры и заключается в наложении готового бандажа на ту часть сортимента, которую необходимо консервировать.
Бандажи с заключающимся в них антисептиком могут изготовляться заблаговременно на месте работ или в централизованном порядке в специальной мастерской.
В той форме, в которой бандажи появились в Германии несколько лет назад, они представ-
Фиг. 6. Пропитка по способу бандажей светлоокрашенная часть древесины показывает распространение антисептика по истечении четырех месяцев
ляют собой два слоя джутовой ткани, между которыми насыпан ровным слоем солевой антисептик комбинированный фтористый натрий. Бандаж прострачивается по краям и через каждый сантиметр вдоль, чтобы избежать высыпания и перемещения антисептика при наложении бандажа.
Для уменьшения вымывания антисептика из бандажа в окружающий грунт или атмосферными осадками наружная сторона его промазывается креозотовым маслом или другой смолой иногда наружный слой для уменьшения вымывания изготовляется из брезента.
В таком виде, бандаж обертывается вокруг сортимента в том его месте, которое нужно защитить от гниения.
В дальнейшем за счет влаги в древесине, соприкасающейся с бандажом, происходят переход антисептика из бандажа в древесину и пропитка ее на всю глубину заболони и частично ядровой части фиг. 6.
Консервирование по способу Кобра должно производиться согласно специальной инструкции Наркомсвяви изд. 1931 v
БОРЬБА С ГНИЕНИЕМ
855
Трудность получения потребного количества брезента и джутовой ткани и сложность изготовления бандажей по указанной схеме заставили разработать в СССР еще более простой тип бандажа без применения дефицитных материалов.
Такие бандажи изготовляются в виде гибкого листа или ленты и имеют два слоя: внутренний, соприкасающийся с пропитываемой древесиной и состоящий из антисептической пасты фтористый натрий в чистом или комбинированном виде, замешанный на клеевой основе, как-то: на сульфитных щелоках, пектиновом клее или смоле, и наружный, состоящий из водонепроницаемой основы, битумированного картона или битумной массы с волокнистыми наполнителями, отвальцованной в виде листов или ленты.
Запас антисептика в бандаже делается обычно не менее 0,14 га на 1 см2 его поверхности.
При испытании бандаж не должен ломаться при обертывании вокруг столба диаметром 15 см, растрескиваться при понижении температуры до 30 Ц, размокать, оплывать при температуре 70 Ц в течение 6 час. и должен держаться на столбе при погружении его на сутки в воду.
Для хорошего действия бандажи должны плотно прилегать к древесине, и потому они удобны в применении только для защиты круглых сортиментов или в качестве прокладок и подкладок.
Обычный размер бандажа для.ващиты столбов 70 х 60 см, примем в этом случае он устанавливается таким образом, чтобы 20 см его были выше и 40 см ниже поверхности эемли. Так же как и способ Кобра, бандажный способ позволяет производить консервирование непосредственно на месте строительных работ и консервировать сортименты любых пород при любой влажности.
Преимущества этого способа заключаются в отсутствии необходимости специальной аппаратуры, в исключительной простоте производства работ наложение и укрепление бандажа, в большой производительности, в возможности заблаговременной массовой заготовки бандажей в централизованном порядке и в большей дешевизне по сравнению со способом Кобра 50.
Консервирование по способу суперо бмазки. Во многих случаях в гражданских или инженерных сооружениях все изложенные выше способы неприменимы или применение их сопряжено с большими затруднениями; если например при укладке в дело сортименты приходится подвергать механической обработке, неприменимы способы горяче-холодной ванны и пропитка под давлением; форма сортиментов и характер сопряжения не дают иногда возможности использовать способы Кобра и бандажей, простая же обмазка айтиоептической жидкостью часто оказывается слишком ненадежной. В таких случаях рационально применять консервирование по методу суперобмазки.
Этот способ заключается в следующем: на ту часть сортиментов, которую необходимо консервировать, наносится суперобмазка, представляющая собою клейкую паоту, содержащую достаточный запас солевого антисептика фтористого натрия в чистом или комбинированном виде.
При подсыхании суперобмазка хорошо держится на древесине. В дальнейшем процесс про
никания в дерево антисептика идет таким же образом, как и при бандажах фиг. 7.
Главное преимущество суперобмазки по сравнению с бандажами заключается в том, что ее можно наносить на сортимент любой формы и в частности ею можно пользоваться при защите сопряжений и сложных у8лов.
Применять суперобмазку можно как во время строительных работ, так во многих случаях и после в период эксплоатации сооружения. Применение суперобмазки не требует никакого специального оборудования.
Перед нанесением суперобмазки, как и при всех других способах консервирования кроме способа Кобра, древесина должна быть очищена от коры и внутреннего луба.
Механическая обработка древесины после нанесения суперобмарки невозможна, но ксключи-
м , ■ Й' - j-' VV-
Фиг. 7. Последующее распространение антисептика в древесине при защите по способу суперобмаэки светлые места показывают вдоникание антисептика
тельная простота этой операции.позволяет производить ее в момент сборки конструкции после того, как вся необходимая механическая обработка уже закончена.
Применяемые в настоящее время суперобмазки имеют следующий состав: фтористого натрия в чистом или комбинированном виде 30, клеющего вещества пектинового клея или сульфитных щелоков 60, торфа сфагнового тонко измельченного 10.
При изготовлении суперобмаэки сначала растворяют клеющие вещества в воде с таким расчетом, чтобы паста легко наносилась кистью на древесину и в то же время не стекала с нее. При употреблении сульфитных щелоков на 1 кг сухого экстракта добавляется 23 л воды горячей'; при употреблении пектинового клея на 1 кг его добавляется х4 л воды. Затем добавляют фтористый натрий и торф в нужной пропорции, после чего смесь размешивается до получения однородной массы. Во избежание расслоения пасты и осаждения фтористого натрия во время производства работ необходимо пасту тщательно перемешивать.
Суперобмазка наносится на древесину малярной кистью с таким расчетом, чтобы на 1 м поверхности сортимента расходовалось 700 a пасты 200 г фтористого натрия.
856
Г. Г. КАРЛСЕН и К. А. ПОПОВ
4 Выбор антисептика и способа консервирования
При выборе антисептика и способа консервирования надлежит руководствоваться следующими указаниями.
1. Применять консервирование рационально только в тех случаях, когда срок, на который рассчитана постройка или сооружение, значительно превышает срок службы дерева в данных условиях беэ консервирования и когда кроме того этот срок службы определяется гниением, разрушением насекомыми или морскими древоточцами, а не другими причинами.
2. Части сооружений и построек, которые по роду их работы всегда будут находиться в увлажненном состоянии и которые подвергаются сильному выщелачивающему действию воды, должны консервироваться креозотовым маслом, антраценовым маслом или смесью их с мазутом пропиткой под давлением или по способу горячехолодной ванны.
Если маслянистые антисептики не могут быть применены вследствие присущих им отрицательных см. выше свойств или трудности пропитки данной породы дерева ель, пихта, надлежит пользоваться комбинированным или чистым фтористым натрием.
Когда увлажнению, а потому и опасности гниения подвергается не весь сортимент, а только определенная часть его, следует применять облегченные способы консервирования, допускающие местную защиту, Кобра и бандажный.
3. Деревянные части построек и сооружений, в которых не предвидится смывания антисептика водой, должны консервироваться суперобмазкой, а в тех случаях, когда опасность загнивания невелика, даже простой обмазкой антисептическими жидкостями.
В частности этими методами удобнее всего, защищать внутренние части гражданских сооружений и конструкции, огражденные от действия атмосферных осадков.
4. Срок службы дерева в постройках и сооружениях зависит от многообразнейших сочетаний условий эксплоатации их; об эффективности различных способов консервирования можно судить по продолжительности службы только таких сортиментов, как шпалы и телеграфные столбы, которые всегда находятся в более или менее одинаковых условиях по гниению и в отношении которых имеется большое количество наблюдений. О зависимости срока службы от способа консервирования можно судить по табл. 2.
Для пропитки по способу горяче-холодной ванны исчерпывающих данных не имеется; однако, судя по характеру получающейся пропитки и некоторым опубликованным данным, можно определенно считать, что сосновые столбы, пропитанные креозотовым маслом, сохраняются до 20 лет.
Пропитка при помощи способа Кобра дает срок службы сосновых столбов около 15 лет.
Бандажный способ применяется недавно, но результаты должны быть не хуже, чем при способе Кобра.
Способ суперобмазок совсем новый, кроме того он применяется и будет применяться главным образом в гражданских сооружениях, где вообще никаких определенных сроков службы отдельных
Таблица 2
Сроки службы древесины в зависимости от способа пропитки в годах
Порода
Без консервирования
Пропитка под давлением
креозотовым
маслом
комбинированным фтористонатровым антисептиком
хлористым
цинком
Соена
5
15 20
10 15
9 12
Ель 3,5-4
9-14
7-8
Лиственница
6 8
15 20
10-12
Дуб.
6 10
20 25
_
10 12
Бук 2 3
20 30
8-12
частей зданий в условиях современного строительства и эксплоатации указать нельзя.
Тем не менее уже в настоящее время можно с достаточной определенностью считать этот способ наиболее эффективным и рациональным для защиты древесины от домовых грибов, этот способ дает постройкам возможность наиболее безопасно пройти критический период первых лет и временные увлажнения во время их дальнейшей эксплоатации.
3. Предохранение древесины от разрушения насекомыми и древоточцами
1 Вредители древесины
Помимо грибов дерево может разрушаться также некоторыми насекомыми и их личинками, которые, питаясь древесиной, прогрызают в деревянных частях сооружения многочисленные ходы и тем самым снижают их механическую крепость. х
К числу насекомых, чрезвычайно быстро разрушающих древесину, относятся в первую очередь термиты Isoptera, похожие по внешнему виду на муравьев белого цвета. Термиты ведут подземный образ жизни; проделывая под вемлей длинные ходы, они проникают оттуда в деревянные части сооружения, выедают всю внутреннюю часть их, оставляя нетронутым только тонкий наружный слой. К счастью этот опаснейший разрушйтель имеет весьма ограниченное территориальное распространение в СССР только в пределах Туркменской и частично Казахской республик.
Из других насекомых, разрушающих дерево, в пределах Союза имеют распространение д омовый усач Hilotrupes bajulus, а н об и у м Anobium pertinax, л и к т у с Lictus brunneus, Lictus linearis и др. Разрушение дерева производится личинками этих насекомых.
Личинки домового усача разрушают древесину хвойных пород, проделывая в ней ходы диаметром до 4 6 мм поражению подвержена главным образом заболонная часть древесины. Впоследствии личинки окукливаются в поверхностных слоях древесины, выходящие из куколки жуки-усачи прогрызают овальное отверстие и выходят на
БОРЬБА С ГНИЕНИЕМ
857
ружу, после чего снова откладывают в древесине яйца, из которых опять образуются личинки, и т. д. Домовый усач поражает балки, брусья и другие части здания, а также отдельно стоящие столбы. Разрушение иногда бывает настолько значительным, что кончается обвалом. Наибольшее распространение домовые усачи имеют в юго-западной полосе Европейской части Союза.
Кроме домового усача сильное разрушение деревянных частей построек сооружений производят также личинки жука-анобиум жук-древоточец, мебельный точильщик, жук-часовщик; в некоторых случаях они развиваются в деревян-
W'l
Фиг. 8. Разрушение древесины половой доски личинкой жука анобнум
ных частях зданий в огромном количестве. Анобиум поражает как заболонь, так и ядро хвойных пород фиг. 8; размер отверстий 1 2 мм. Поражаются главным образом потолочные и половые настилы, мебель и пр. Типичным признаком поражения являются мелкие конусообразные кучки древесной муки, появляющиеся под пораженной древесиной.
Сходное по характеру разрушение производит личинка жука-ликтус, разрушающая исключительно древесину лиственных пород.
Указанные насекомые могут производить разрушение совершенно сухой древесины влажность 7-8.
Фиг. 9. Морской древоточец Teredo navalis
Деревянные части морских сооружений, находящиеся в воде, в некоторых случаях чрезвычайно быстро разрушаются морскими древоточцамимоллюсками: корабельный сверлило Teredo navale фиг. 9, б а н к с и я Banksia, ракообразными древесинный ослик Limnoria, бокоплав хелюра Chelura terebrans.
В некоторых портах Черного моря морские древоточцы совершенно разрушают толстые деревянные сваи в один год. То же- наблюдается и в некоторых районах Дальневосточного побережья. Наиболее опасное разрушение производят корабельный сверлило и банксия, которые в раннем возрасте вбуриваются в древесину и растут в ней, проделывая вертикальные ходы диаметром 4 6 мм и длиной до 20 30 см.
При массовом поражении древесина принимает вид сот и. совершенно теряет свои механические свойства фиг. 10.
2 Меры борьбы с вредителями древесины
Вопрос о защите деревянных частей построек от разрушения насекомыми личинками и морскими древоточцами выяснен только в отношении последних, т. е. морских древоточцев.
Пропитка круглых сортиментов свай креозотовым маслом под давлением с введением от 120 до 200 кг антисептика на 1 л3 дерева в зависимости от интенсивности поражений может считаться достаточно надежным мероприятием, гарантирующим целость древесины на срок в 15 и более лет. Необходимость получения достаточно толстого и равномерно пропитанного слоя древесины заставляет применять преимущественно сосну как породу, которая легко пропитывается в заболонной части. Характер сортиментов сваи, которые приходится защищать от морских древоточцев, дает полную возможность применять пропитку под давлением и не препятствует применению креозотового масла.
Фиг. 10. Разрушение дерева морским древоточцем Teredo navalis
Иначе обстоит дело с защитой от дереворазрушающих насекомых: несомненно и здесь пропитка креозотовым маслом явилась бы достаточно надежным мероприятием, однако характер сооружения во многих случаях не позволяет использовать этот антисептик, не говоря уже о том, что и способ пропитки под давлением здесь не всегда возможен.
Учитывая, что фтористый натрий и хлористый цинк не являются достаточно надежными антисептиками против насекомых, облегченные же способы консервирования достаточно проверены только в борьбе с гниением, вопрос защиты дерева от дереворазрущающих насекомых не может быть признан разрешенным, особенно для борьбы с уже обнаруживающимся поражением в постройках х.
1 Газовая дезинсекция хлорпикрином является весьма эффективным средством борьбы со всеми видами дереворазрушающих насекомых кроме морских в тех случаях, когда пораженное здание или часть его могут быть изолированы и подвержены суточному воздействию отравляющего вещества.
В сооружениях, не допускающих проведения газовой дезинсекции, впоследствии будет, повидимому, применяться сквозное просвечивание ультракороткими волнами, или длинноволновая диатермическая обработка, осуществляемые пока только в лабораторном масштабе.
858
Г. Г. КАРЛСЕН и К. А. ПОПОВ
Поэтому упор приходится делать на профилактические мероприятия и главным образом следить за тем, чтобы в постройку не попадал неокоренный или уже эараженный лесоматериал.
В случае обнаружения поражения в возведенных сооружениях пораженные сортименты должны удаляться и заменяться новыми, здоровыми. В этом случае промазку креозотовым маслом следует считать полеэной, хотя и не даюшей полной гарантии.
4. Строительные меры борьбы с гниением
1 Общие сведения
Основными мерами защиты дерева от гниения в строительстве следует считать: 1 применение воздушно-сухих лесоматериалов и 2 защиту деревянных конструкций от увлажнения как капельно-жидкой, так и конденсационной влагой.
Для обеспечения нормальной долговечности более 100 лет деревянные конструкции в эксплоатации прежде всего должны быть защищены от капельно-жидкого увлажнения:
1 надежной кровлей от воздействия дождя, снега и других атмосферных осадков;
2 надежной изоляцией от увлажнения грунтовой водой, сыростью влажных стен и пр. путем прокладки на гудроне слоев рубероида, толя и т. п.;
3 непроницаемыми для воды обшивками чистым полом, поддонами и т. п.
Помимо эксплоатационных постоянных или периодических источников увлажнения капитальных деревянных конструкций должны быть учтены и монтажные временные источники капельно-жидкого увлажнения:
1 недопустимо даже временное более трех дней хранение'лесных материалов без подкладок, защищающих дерево от почвенной сырости, без прокладок и правильной штабелевки, обеспечивающей надежную вентиляцию, и бее защиты хотя бы наклонным настилом от увлажнения атмосферными осадками
2 недопустимо даже временное более одного дня хранение под открытым небом органических строительных материалов опилки, фибролит, соломит и др., предназначенных к применению в сооружении в виде теплоизолятора;
3 недопустимы до окончания кровельных работ укладка термоизоляционных органических плит и засыпок, производство смазок и штукатурных работ, а также подшивка фанерой, настилка чистых полов и производство столярных отделочных работ; особенно опасно в таких условиях применение торфа-сфагнума, обычно являющегося носителем' заразы наиболее опасными грибами-разрушителями и поэтому в необработанном виде вообще недопустимого в деревянных постройках или их частях;
4 необходимо путем своевременного устройства желобов, водостоков и пр. предотвратить эастой воды и образование луж как в самом здании, так и в пределах застраиваемого участка 2;
5 необходимо путем оставления осушающих продухов обеспечить достаточно быстрое не более одного месяца высыхание уже в процессе эксплоатацйи как самих деревянных конструкций, так и соприкасающихся с ними засыпок, смазок и т. п.;
1 Подробнее см. Заготовка, транспортировка, сушка и обработка древесины.
Подробнее на стр. 862.
6 недопустима даже в случае применения сухих строительных материалов герметическая, глухая заделка деревянных конструкций или их частей 8.
2 Конденсационные процессы
Одной из главнейших причин гниения деревянных частей зданий и сооружений являются конденсационные процессы, более сложные, чем процессы капельно-жидкого увлажнения, и требующие специального рассмотрения.
При рассмотрении явлений конденсации необходимо иметь в виду следующие основные положения.
При постоянном внешнем атмосферном давлении приблизительно 760 мм ртутного столба и наличии постоянного источника испарения воды парциальное давление упругость водя-
II 1 600
tt 500 ,300
К200 100
0,7’ 5:1. -20е 0 204Со60о80100 Температура Ьгоадцдах Цегья
Фиг. 11. Максимальная упругость парциальное давление водяных паров в кгм и в мм ртутного столба
яых паров тем больше, чем выше температура воздуха: при 20 Ц и при 100-ной относительной влажности воздуха максимальное парциальное давление водяных паров равно всего лишь 0,11 мм ртутного столба; при 20 Ц оно соответственно равно 17,54 мм и при 100 Ц 760 мм фиг. 11.
Парциальное давление паров воды на 1 м2 поверхности паронепроницаемого ограждения может быть весьма значительным; температурному перепаду от 20 до 20 Ц соответствует 16,77 13,6 228 кгм2. Давление это не сказывается на механической крепости и устойчивости ограждающих частей вданий лишь потому, что в последних почти никогда не осуществляется полная герметизация отдельных помещений и благодаря этому повыщение или понижение давления водяных паров компенсируется соответственным понижением или повышением парциального давления газов воздуха.
В паропроницаемых 4 частях ограждений водяные пары всегда стремятся переместиться
Подробнее на стр. 860 и след.
4 По ориентировочным данным к абсолютно паронепроницаемым строительным материалам относятся только металлы, стекло и т. п.
Почти полной паронепроницаемостью обладают резина, битумы, гольццементный ковер, смолы, лаки, эмали и др.
Малопроницаемы: рубероид, толь и другие изоляционные бумаги, а также покраска масляными красками, фанерная подшивка и др.
Паропроницаемы: железобетон, глиняные смазки,
штукатурка, кирпичная кладка, деревянные подшивки и др.
Весьма паропроницаемы: легкие фибролиты, сфагнит и другие теплые плиты, сфагнум, опилки, трепел и другие засыпки.
БОРЬБА С ГНИЕНИЕМ
859
из зоны высоких в зону пониженных парциальных давлений; это перемещение совершается тем интенсивнее, чем больше температурный перепад и чем больше процент влажности теплого воздуха.
Если источник обильного испарения воды отсутствует или имеет пониженную по сравнению в воздухом температуру, относительная влажность воздуха, как правило, ниже предельно максимальных 100. Нагревание воздуха в таких условиях снижает относительную влажность его и увеличивает его влагоемкость, характеризуемую дефицитом насыщения. Чем больше дефицит насыщения воздуха водяными парами; тем интенсивнее испарение влаги с мокрых поверхностей.
Охлаждение воздуха, наоборот, повышает относительную влажность его; при этом дефицит насыщения, уменьшаясь, доходит до нуля, т. е. парциальное давление водяных паров, характеризующее абсолютную влажность воздуха, достигает точки росы, т. е. значения, максимального для данной температуры, что, как правило; приводит к конденсации паров воды. На диаграмме фиг. 11 понижение температуры соответствует движению влево по горизонтали постоянного парциального давления водяных паров; пересечение этой горизонтали с кривой максимальной упругости водяных паров 100 насыщения соответствует переходу воды из парообразного состояния в жидкое роса или в твердое иней, лед.
Чем выше относительная влажность в процентах, тем меньшее снижение температуры вызывает конденсацию водяных паров. Конденсация может быть поверхностной или внутренней в порах и пустотах рыхлых материалов.
Причиной конденсации помимо наличия в воздухе достаточного количества водяных паров всегда является, наличие последовательного или единовременного температурного перепада.
Конденсация, связанная с нарастанием температуры и протекающая только во время изменения температуры, называется д и ф е р е нциальной конденсацией; конденеация, связанная с наличием постоянного для более или менее продолжительного срока температурного перепада в пространстве, называется систематической конденсацией. Процесс конденсации, происходящий без добавления влаги или поступления ее извне, а только за счет смещения водяных паров в пределах одного и того же замкнутого объема воздуха или материала и имеющий характер периодического чередования, носит название кругового процесса конденсации.
Диференциальная конденсация, как правило, является следствием так называемого температурного гистерезиса1.
Температурный гистерезис т. е. температурное отставание часто наблюдается в массивных частях сооружений, построенных из материалов большой теплоемкости; при суточных и сезонных колебаниях температуры воздуха нагревание и остывание теплоемких частей здания не поспевают за нагреванием и остыванием самого воздуха фиг. 12; весной или утром напримёр эти
1 Влияние температурных отставаний гистерезиса и диференциальной конденсации на процессы гниения впервые выявлено инж. Борщевским А. Н. см. Борщевский А. Н. Причины поражения зданий домовыми грибами, Госстройиздат, 1932 г.
части еще сохраняют свою зимнюю или ночную низкую температуру, в то время как воздух уже нагрелся.
При наличии источников увлажнения нагретый воэдух имеет возможность пополнить свой дефицит насыщения и, охлаждаясь, в местах соприкосновения с холодными частями сооружений конденсировать влагу в виде росы или инея.
НОЧк мочь зима
Фиг. 12. Темцературный гистеризис отставание
Так например, при внезапном наступлении оттепели каменные массивные стены покрываются изморозью; стекла и металлическая оправа очков потеют при резком переходе от мороза на улице к теплу в помещении и пр.
Утром и раннею весною суточное и сезонное температурные отставания суммируются; кроме того весною в изобилии имеются источники увлажнения воздуха; этим объясняется особенно интенсивное утреннее весеннее намокание бетонных полов и каменных стен в неотапливаемых вестибюлях, в нишах каменных мостов и т. п.
Чем больше при этом амплитуда температурных колебаний и отставание во времени, тем больше в результате температурный перепад на каждый данный момент фиг. 12 и больше опасность появления конденсата.
Интенсивная термоизоляция, препятствующая быстрому прогреванию массивных частей без соответственной пароизоляции, способствует усилению конденсации, поскольку она увеличивает температурное отставание во времени и тем самым увеличивает температурный перепад.
Этим в значительной степени объясняются медленность высыхания и в некоторых случаях даже внутреннее загнивание бревен крупного диаметра, в которых влажная ядровая часть, обладающая большой теплоемкостью, защищена от быстрого прогревания внешними слоями просохшего дерева. Сохраняя в течение нескольких часов свою пониженную ночную температуру, глубинные слои дерева утром увлажняются вследствие конденсации паров воды. Легко проникая под влиянием разности парциальных давлений в толщу бревна через воздушные трещины, водяные пары, конденсируясь и увлажняя дерево, задерживаются там отчасти еще потому, что вызванное ими разбухание дерева замыкает мельчайшие волосные трещинки и затрудняет обратный выход влаги, затрудняет проветривание и высыхание дерева в дальнейшем.
В тонком пиленом лесе при нормальной укладке штабелей с прокладками конденсация, как правило за исключением
туманных болотных местностей, предотвращается быстрым и равномерным прогревом толщи досок обильно циркулирующим воздухом; кроме того в досках, выпиленных из сырого леса и правильно высушиваемых, вовсе отсутствуют воздушные трещины, неизбежные в бревнах и способствующие глубокому прониканию в них конденсата.
860
Г. Г. КАРЛСЕН И К. А. ПОПОВ
3 Борьба с конденсационными процессами в массивных конструкциях
В массивных деревянных конструкциях, осуществленных из многих слоев досок или брусьев и защищенных от атмосферных осадков, но не защищенных от соприкосновения с атмосферным воздухом, в мостах больших пролетов, эстакадах и т. п. щели между досками в массивных пакетах могут сыграть роль трещин в бревнах. Для обеспечения нормальной капитальности долговечности таких деревянных сооружений особенно во влажных районах необходимо: 1 обеспечивать максимальное проветривание и быстрый обогрев их частей; 2 ни в коем случае не утеплять их войлоком и т. п.; 3 местные козырьки и обшивки для защиты от дождя делать из материала максимальной теплопроводности тонкое оцинкованное железо и прикреплять таким образом, чтобы все части рабочего сечения, не касаясь металла, хорошо проветривались со всех сторон, особенно снизу, с теневой стороны.
В капитальных деревянных конструкциях, расположенных во влажных районах, помимо указанных мероприятий необходимо все швы между досками промазывать суперобмазкой; в когтевых нагельных и гвоздевых конструкциях это необходимо даже в случае применения обшей антисептической пропитки всех элементов.
Во избежание разрушительного влияния диференциальной конденсации опорные части деревянных конструкций всегда должны быть изолированы от каменных, железобетонных и других массивных стен, столбов и фундаментов не только водо-, но и теплонепроницаемыми прокладками из нескольких слоев войлока или рубероида на гудроне, прокладками из креозотированных досок по толю на смоле и т. п.; независимо от вышеизложенного опорные части капитальных деревянных конструкций должны защищаться суперобмазками для того, чтобы избежать биологического -в результате жизнедеятельности грибков увлажнения даже в случае проникания влаги через дефектные места кровли.
Недопустима глухая заделка деревянных частей в каменной кладке или в металлических башмаках, ибо такая заделка не только способствует увлажнению дерева вследствие диференциальной конденсации, но и препятствует проветриванию и высыханию его.
Металлические анкера, стыковые накладки, болты, шпонки и т. п. должны быть минимальных размеров и по возможности открыты и доступны обогревающему воздействию не только воздушных потоков, но и лучистой теплоты и ни в коем случае не должны препятствовать просыханию дерева.
Металлические части капитальных деревянных сооружений, подверженных диференциальной конденсации, должны быть защищены оцинковкой или лакировкой от ржавления, деревянные суперобмазками от загнивания; в гвоздевых дощатых конструкциях гвозди должны быть оцинкованы, а доски покрыты суперобмазкой во всех внутренних, прошитых гвоздями поверхностях.
Диференциальной конденсации подвержены не только мосты, мачты и другие открыто стоящие сооружения, защищенные лишь от непосредственного воздействия атмосферных осадков, но и
внутренние части зданий, заключающие воздух большой влажности и переменной температуры. Особенно значительна опасность возникновения диференциальной конденсации в залах собраний, в цирках, в кино и других помещениях, периодически увлажняемых и нагреваемых толпой или заводским производственным процессом; на деревянные конструкции, находящиеся в таких условиях, полностью распространяется все вышеизложенное.
В таких помещениях недопустимо непосредственное примыкание к деревянным конструкциям массивных теплоемких глиняных и бетонных смазок, тяжелых шлаковых и щебенчатых засыпок и массивных асфальтовых полов, уложенных непосредственно без рубероидной или двойной толевой прокладки на деревянный настил.
4 Борьба с конденсационными процессами в ограждающих частях зданий
а Поверхностная конденсация
Систематическая поверхностная конденсация, как правило, возникает только в ограждающих частях отапливаемых зданий вследствие наличия в них более или менее постоянного температурного перепада.
Для предотвращения систематической конденсации на поверхности ограждающих частей отапливаемых зданий наименьшая температура теплой поверхности ограждения даже при самых низких температурах внешнего воздуха не должна спускаться ниже точки росы, соответствующей предельному насыщению внутреннего воздуха водяными парами. Особенно внимательно в отношении равнопрочности термоизоляции должны быть проработаны места примыкания интенсивных тонких термоизоляций сфагнит, соломит, опилки и т. п. к каменным стенам, железобетонным конструкциям и т. п., а также места, в которых термоизоляция прерывается балками, стойками и другими конструктивными частями зданий с повышенной теплопроводностью.
б Характеристика основных типов ограждений в отношении систематической конденсации
На фиг. 13 представлены четыре основные схемы размещения паронепроницаемого слоя термоограждающей части здания. Наиболее характерны схемы 2 и З1
Гит ,
1 схема 7. схема 3 схема 4 схема
Гв
Паронепроницаемая изоляция
Фиг. 13. 4 схемы температурно-влажностного режима в ограждениях
В схеме 2 при внешней температуре 20 Ц, внутренней температуре 20 Ц и относительной влажности воздуха 50 конденсация водяных паров должна происходить в большей части ограждения, имеющего температуру ниже 9 Ц, т. е. температуру, при которой максимально возможное парциальное дав
1 Для упрощения при дальнейшем рассмотрении схем паронепроницаемость гидроизолятора и паропроницаемость термоизолятора условно считаются абсолютными.
БОРЬБА С ГНИЕНИЕМ
861
ление упругость водяных паров ниже имеющегося в помещении парциального давления в 239х Х0,5 х; 119 кгм2. В самой холодной части ограждения, имеющей температуру около 17 Ц, парциальное давление водяных паров не может превышать 14 кгм2; поскольку эта часть не изолирована от водяных паров внутреннего воздуха, пары воды, имеющие в последнем даже при 50 влажности парциальное давление 119 кгм2, неизбежно должны перемещаться в сторону холодной части ограждения под давлением 119 14 105 кгм2- систематически конденсируясь там в виде инея; в более теплой части, имеющей температуру от 0 до 9 Ц, конденсация будет происходить в виде росы.
Пока имеется указанный температурный перепад и парциальное давление паров внутреннего теплого воздуха не пало ниже 14 кгм2, систематическая конденсация при схеме 2 не может прекратиться
В схеме 3 фиг. 13, напротив, внутренняя систематическая конденсация исключается благодаря ограждению термоизолятора от паров теплого воздуха. Даже в случае применения влажного термоизолятора диффузионное перемещение подогретых паров из толщи ограждения в холодную зону пониженных парциальных давлений и замещение их сухими гавами воздуха в конечном итоге обеспечивают высыхание термоизолятора. По той же причине влажное полотенце высыхает на теплой печке даже при отсутствии движения воздуха. При недостаточной интенсивности термоизоляции или местном нарушении ее равнопрочности в схеме 3 возможна только поверхностная систематическая конденсация те же причины вызывают зимнее потение оконных стекол. Таким образом только схема 3 при достаточном тепловом сопротивлении ограждения надежно обеспечивает сухой режим эксплоатации ограждения даже при большой влажности теплого воздуха и значительном температурном перепаде.
В климатических условиях первого, второго и северной части третьего районов СССР8 при нормальной влажности воздуха в жилых помещениях 30 60 в течение большей части года температура воздуха и парциальное давление водяных паров внутри помещения существенно выше, чем вне его. Здесь нормальной схеме 3 всегда соответствует расположение пароизоляции с внутренней стороны здания.
В южных частях СССР температурный перепад на лето меняет свой знак; рассчитывать здесь на определенное преобладание внешних тепла и парциального давления над внутренними можно только в отношении сухих холодильников и других охлаждаемых внутри зданий отапливаемых отрицательным теплом; в таких зданиях нормальной схеме 3 соответствует расположение пароизоляции с внешней стороны здания.
В неотапливаемых зданиях вообще нельзя ориентироваться на определенный знак температурного перепада и следовательно и на применение нормальной схемы 3 расположения пароизолятора, превращающейся в недопустимую схему 2 при перемене знака. В таких случаях
1 Парциальное давление 14 к гм соответствует 6 относительной влажности. В жилых и рабочих помещениях относительная влажность воздуха по санитарно-гигиеническим соображениям не должна быть ниже 30.
2 Согласно теплотехническим нормам.
приходится применять нейтральную схему 1, которая при условии достаточного теплового сопротивления ограждения, небольшой влажности теплого воздуха и малой гигроскопичности термоизоляционных материалов обеспечивает более или менее сухой режим при любом знаке температурного перепада например кирпичная стена, сруб и т. п.
Схема 4 не допускает высыхания строительных материалов и при возникновении температурного перепада й смене знаков его, как правило, приводит к круговым процессам конденсации, т. е. к увлажнению холодной части термоизоляции за счет высыхания подогреваемой. Кроме того в случае повреждения пароизоляционного покрова с теплой стороны схема 4 легко переходит в увлажняющую схему 2, при этом даже сухое дерево может подвергнуться скоротечному гниению по всей толще всего ограждения вследствие биологического увлажнения его; воды, выделяемой жизнедеятельностью грибков, более чем достаточно для гнилостного увлажнения сухого дерева, не имеющего возможности просыхать при отсутствии поверхности испарения воды. Схема 4 допустима поэтому только в негниющих строительных материалах.
в Требования к ограждениям различных зданий
Для обеспечения режима сушки внутри ограждающих частей отапливаемых зданий, возводимых в первом , втором и северной части третьего района СССР, внутренняя теплая часть ограждения всегда должна обладать большей паронепроницаемостью, чем внешняя холодная.
Чем больше влажность внутреннего теплого воздуха и чем интенсивнее температурный перепад, тем выше должна быть степень паронепроницаемое™ внутренних слоев ограждения по сравнению с внешними схема 3.
Кожевенное, прядильное, красильно-отбельное и тому подобные производства, бани, прачечные, общежития, залы собраний, цирки и т. п. должны иметь с внутренней теплой стороны всех внешних ограждений стен, покрытий специальные пароизоляционные прокладки или обшивки пергамин, геркулес, толь, фанера, лакированная или гудронированная с внутренней стороны и т. п.; с внешней холодной стороны эти ограждения должны обладать максимальной паропроницаемостью обшивка этернитом, штукатурка по реечным матам, достаточно пористая или снабженная специальными продухами, тонкая кирпичная облицовка с пустыми швами и т. п.
В нормально эксплоатируемых жилых помет щениях осушающий режим ограждений, построенных из малогигроскопичных строительных материалов, может быть обеспечен и без специальных пароизоляционных прокладок при условии равномерного распределения интенсивности термоизоляции или, что лучше, преобладания ее в холодной части толщи ограждения. В случаях преобладания интенсивной термоизоляции во внутренней теплой части ограждения внутренняя пароизоляция обязательна например при утеплении каменных стен изнутри теплыми плитами, фибролитом, сфагнитом и т. п.; обязательна она также в кухнях, ванных и во всех северных ограждениях жилых помещений.
В ограждениях сырых помещений ввиду опасности экеплоатационного нарушения режима
862
Г. Г. КАРЛСЕН и К. А. ПОПОВ
сушки всегда рекомендуется применять химические меры борьбы с гниением опилки, смешанные с известью, гашеной эмульсией креозотового масла, фтористонатровые суперобмазки и пр.
г Отвод воды с крыши
Одной из основных причин загнивания дерева в покрытиях является протекание кровли и фонарей; механическое удаление снега неизбежно приводит к повреждению гидроизоляции и потому, как правило, не должно допускаться.
В климатических условиях большей части СССР снег с покрытий должен, как правило, удаляться в виде талой воды, самотеком стекающей весной через карниз, а зимой внутрь вдания в специальную канализационную систему.
Только для крутых малопролетных крыш, покрытых щепой, черепицей, этернитом, шифером, волнистой асбофанерой, железом, стеклом и т. п., нормальным хотя и несовершенным в эксплоатации является отвод воды через внешний карниз.
Для плоских и пологих крыш над отапливаемыми зданиями единственным удовлетворительным решением следует считать теплый внутренний отвод воды; удаление талой воды через холодный карниз таких покрытий при зимних и весенних колебаниях внешней температуры в большей части СССР приводит к подтаиванию нижних наиболее подогреваемых теплом отапливаемого эдания слоев снега и намерзанию наледей на холодном неподогреваемом карнизе; помимо опасности обрушения сосулек и образования гололеда на тротуарах карнизные наледи неизбежно приводят к порче кровли и протеканию ее в наиболее ответственных опорных частях конструкции покрытия.
Над холодными неотапливаемыми зданиями, а также над зданиями, покрытыми холодным проветриваемым чердаком, указанные явления иочти вовсе не имеют места; в таких зданиях, так же как и на юге Союза, внешний отвод воды через карниз может быть допущен.
В плоских крышах во избежание перегрузки при образовании озер на их поверхности вследствие провисания балок или ферм, просадки фундаментов и т. п. сток воды должен быть обеспечен уклоном к водоспуску не менее 1 2. В ендовах плоских крыш уклона, как правило, не требуется. Во избежание образования наледей, препятствующих стоку воды, как водоспуск, так и пути стока к нему должны обеспечить достаточный подогрев талой воды, нарастающий по мере приближения к теплому водоспуску; подогрев достигается либо постепенным снижением коэфициента термического сопротивления покрытия либо, что лучше, нарастанием искусственного подогрева покрытия снизу отопительными трубопроводами. В ендовах ограниченной ширины рекомендуется устройство внешнего паропроводаснеготаялки.
д Чердачные и бесчердачные покрытия
В чердачных покрытиях малой паропроницаемости огнезащитных смазок должна соответствовать уменьшенная паропроницаемость внутренней облицовки потолка.
Снижение парциального давления водяных паров воздуха самого чердачного помещения должно быть обеспечено:
а сообщением последнего с низким парциальным давлением водяных паров внешнего холодного воздуха через жалюзи слуховых окон или неплотности кровли чешуйчатого типа и
б ограждением чердака от высокого парциального давления водяных паров внутреннего теплого воздуха путем устройства паронепроницаемых подшивок и безусловного запрета сообщения чердака с лестничной клеткой и использования его для целей, не связанных с ремонтом покрытия или эксплоатацией отопительных и вентиляционных сетей.
Покрытие с чердаком даже при пологой кровле обеспечивает:
1 возможность применения местных дешевых термоизоляционных засыпок трепел, опилки, стружки, солома и пр. с огнезащитной смазкой;
2 легко контролируемое простое осуществление термоизоляции после окончания гидроизоляционных работ;
3 легкое проведение ремонтных работ бее ущерба для производственных процессов;
4 надежное осуществление осушающего продуха с легкой регулировкой его интенсивности;
5 доступность чердака и облегченную работу пожарной команды на случай возникновения пожара;
6 меньшее подтаивание снега и образование карнизных наледей.
Поэтому при внешнем отводе воды над малопролетными не более 30 40 м зданиями следует, как правило, делать покрытие с чердаком. В зданиях с влажными производственными процессами бани, прачечные, животноводческие здания, отапливаемые только животной теплотой, и т. п. всегда следует применять чердачные покрытия.
Бесчердачное утепленное покрытие допустимо только при условии технического или производственного эксплоатационного обоснования его целесообразности; бесчердачное покрытие неизбежно для протяженных зданий с верхним светом и целесообразно при сводчатом или складчатом очертаниях покрытия, обеспечивающих увеличение внутренних производственных габаритов, равномерность освещения, надежность интенсивного обмена воздуха с помощью коньковых вентиляционных отверстий и пр.; бесчердачное покрытие целесообразно также в эксплоатируемых, так называемых плоских крышах при безусловной надежности их гидроизоляции и применении креозотированного дерева.
е Осушающие продухи и пароизоляция
Для обеспечения режима сушки и предотвращения систематической конденсации в толще теплых бесчердачных покрытий в последних должны оставляться осуш.ающие продухи, связывающие парциальное давление водяных паров в толще ограждений с пониженным парциальным давлением водяных паров внешнего холодного воздуха; от паров внутреннего теплого воздуха ограждение и осушающие продухи должны быть изолированы.
Наибольшие трудности представляют плоские и пологие рубероидные и гольццементные по к р ы т и я; необходимость обеспечения абсолютной водонепроницаемости а следовательно и паронепроницаемости
БОРЬБА С ГНИЕНИЕМ
863
внешней холодной гидроизоляции по существу задания приближает решение к схеме 2 фиг. 13. Даже при обеспечении полной паронепроницаемое™ внутренней подшивки что практически почти неосуществимо можно добиться перевода схемы 2 только в схему 4, еще менее допустимую в условиях нашего строительства.
В наклонных покрытиях паропроницаемость легко достигается чешуйчатой кровлей: в плоских или пологих покрытиях дол жны быть предусмотрены, специальные осушающие продухи в бортовых частях в местах примыкания плоского покрытия к соседним строениям; при большой протяженности осушающие продухи приходится осуществлять даже в виде специальных патрубков по типу вытяжных вентиляционных или, что лучше, в виде защищенных от попадания снега и воды протяженных в одном направлении щелевидных продухов, располагаемых в продольных стыках кровельных щитов.
Из соображений пожарной безопасности во избежание образования тяги в толще ограждения внешние отверстия осушающих продухов должны быть защищены от образования тяги паропрозрачной пористой засыпкой шлаком, пемзой и т. п., сеткой или иными устройствами, препятствующими образованию тяги, но не препятствующими диффузии газов и паров.
Во избежание распространения дыма и пламени по всей площади покрытия продухи должны иметь полосовое расположение по возможности в кратчайшем поперечном направлении покрытия; в продольном направлении осушающие продухи должны быть разобщены огнезащитными преградами.
Недопустимо устройство в теплой части ограждений теплых пустот и каналов, которые из теплотехнических соображений не могут быть сообщены с внешним холодным воздухом и в то же время практически не могут быть абсолютно ограждены от доступа в них паров теплого внутреннего воздуха.
Для обеспечения всех этих требований необходимы следующие мероприятия:
а В бесчердачных плоских покрытиях термоизоляция и пароизоляция должны устраиваться лишь после окончания гидроизоляционных работ и после полного просыхания несущей конструкции; поэтому она должна подшиваться снизу, как правило, в виде плитного утеплителя.
б Для обеспечения паронепроницаемости снизу термоизоляционные плиты должны быть заранее снабжены паронепроницаемой облицовкой клееная фанера, приклеенная казеиновым клеем и покрашенная эмалевыми красками, изоляционная бумага, подшитая реечными или драночнымй матами под штукатурку, и т. п.
в Заготовленные таким образом щиты фиг. 14 25 должны допускать установку только снизу, обеспечивать надежное в отношении паронепроницаемости решение швов фиг. 22 25 и обладать достаточно малым весом для удобной установки их с малярных стремянок без лесов.
При отсутствии плитных утеплителей следует применять фанерные или реечные подносы с тонкими ящичными бортами, допускающие использование и засыпных утеплителей фиг. 26 28.
При соблюдении вышеизложенных требований, т. е. при обеспечении начальной сухости конструкции, термоизоляции и подшивочных материалов и надежной изоляции ограждения от паров
внутреннего воздуха, осушающие продухи могут выполняться в виде узких шириной 10 лш щелей по краям покрытия или в виде щелевидных осушающих фиг. 29 и огнезащитных продухов фиг. 30, обслуживающих полосы шири-
Фиг. 14
ФИГ. 16
Фиг. 17 Термоизоляционные щиты
ною до 2 6 л; щели должны допускать возможность временного увеличения их ширины вдвое путем отгиба железного фартука и т. п. на случайпротекания кровли и необходимости ускоренной просушки покрытия после ремонта.
В самом ограждении осушающим продухом служат зазоры между брусками обрешетки или досками настила. При надежной пароизоляции снизу и достаточно частом размещении внешних щелей осушающего продуха до 2 3 м ширина внутренних зазоров может быть сведена до ширины щелей, образующихся в рабочем настиле вследствие усушки досок. При повышенной влажности воздуха в перекрываемых помещениях подшивка капитальных покрытий в виде сплошной деревянной плиты снизу паронепроницаемой облицовкой обязательна; подшивка эта должна производиться только в конце лета, т. е. перед пуском отопления, и только при наличии указанных продухов и полной просушки самого
£64
Г. Г. КАРЛСЕН и К. А. ПОПОВ
Юо Ш
151
Реечные маты
Фиг. 18
Штукатурка Фиг. 21
- tf.t RrWTWyTi frt IttTrf
5 t
м
со т
см
1
7
гм
1
- 3
я
м ,
-ft
Фиг. 22
.ИЬдЛЯционная бумага
Реечные маты
7
Изоляционная бумага
Плетенка
Фиг. 23
реозотироданнЬи защитНЫСТнааттл продух
Фиг. 24
Термоизоляционные подшивные щиты, соломит, камышит и т. п.
БОРЬБА С ГНИЕНИЕМ
настила. Поскольку зимой просушка эксплоатируемых бесчердачных покрытий, не подшитых снизу, почти невозможна, подшивка пароизоляции, как правило, откладывается на срок 112 21а года после сдачи покрытия в эксплоатацию. Поскольку строительство еще не перешло на при-
Т-и. плита
Фиг. 25. Перекрытие поперечных швов при двойном утеплении
менение только сушеного леса, при массивных покрытиях в виде деревоплиты следует ио возможности применять чешуйчатые кровли, даю-
tLL
50
I
п
Фанера Фиг, 26
3
СкобСп t - 50 mjt
Гвозди 130 мм.
бумага
Фиг. 28
Подшивные щиты-подносы с засыпным утеплением
щив интенсивную сушку по всей поверхности деревоплиты. Бели это невозможно, следует применять креозотированный защитный настил или загрунтовывать поверхность деревоплиты битуминозной фтористонатровой суперобмазкой, чтобы избежать хотя бы биологического увлажнения дерева.
Применяемое в металлообрабатывающей и машиностроительной промышленности бесчердачное полутеплое покрытие из двух слоев досок с прокладкой войлока или толя между ними не являетея капитальным покрытием и может быть допущено
только над сухими производственными помещениями временного значения.
При отсутствии однозначности температурного перепада в сухих промышленных, служебных и жилых зданиях на юге СССР покрытие можно делать без парои80ляции снизу, но с осушающими продухами наружу в расчете на то, что летом схема 3 опрокинутая схема 2 быстро просушит следы зимней конденсации. Во всех сомнительных случаях следует оставлять низ деревоплиты неподшитым хотя бы на время; такая конструкция во всяком случае исключает скоротечное гниение покрытия, возможное при глухой ваделке его снизу и сверху.
Осушающий 7рЩх
Шлюз
Фиг. 29. Щелевидный осушающий продух
Над влажными более 60 влажности воздуха производственными помещениями прачечные, бани ит. п. даже при отсутствии однозначности температурного перепада обязательно устройство как паронепроницаемой подшивки изнутри, так и интенсивных осушающих продухов наружу. В случае невозможности выполнения таких ограждений из негниющих минеральных строительных материалов обязательна антисептическая пропитка дерева под давлением или же консервирование последующего действия.
Засыпка
'■ Ti-1 'Ш л
I. ’4f. '£ Ш - ■. 'п т А
Штцкатцрка
Фиг. 30. Огнезащитный продух
Ни при каких условиях не допускается укладка толевых корыт по подшивке под термоизоляционные васыпки.
Пароизоляционная бумага, фанера или покраска всегда должны подводиться изнутри после просыхания всего ограждения.
Штукатурка в таких покрытиях должна наноситься непосредственно по изоляционной бумаге, подшитой дранью, или, что лучше, во влажных производствах должна быть покрашена паронепроницаемой краской. В последнем случае не следует применять изоляционной бумаги под дрань, иначе дрань или рейки, попадая в режим схемы 4, быстро сгниют. В связи с уменьшением дефицитности металла и цемента ограждающие части зданий во влажных производствах в дальнейшем вообще, как правило, следует решать в негниющих материалах.
В сухих зданиях высокое качество деревянных конструкций должно быть обеспечено п ежде всего индустриальным сборным решением их; крупноблочное решение покрытий вместе с тем обеспечивает простую конструкцию осушающих продухов в стыках кровельных щитов без ущерба, для пожарной безопасности.
866
Г. Г. КАРЛСЕН и К. А. ПОПОВ
5. Борьба с пожарной опасностью
1 Общие указания
По основному содержанию химической реакции горение не отличается от гниения: результативно оно заключается в образовании углекислого гаэа и воды благодаря воздействию на органические строительные материалы кислорода воздуха.
Необходимое для полного завершения реакции горения количество кислорода воздуха как и в процессе гниения весьма значительно: при сжигании дерева приблизительно 3 ООО ма воздуха на 1 ж3 дерева.
При полном сгорании 1 кг древесины выделяет до 5 ООО ккал.
Чем больше в древесине воды, тем больше калорий расходуется на подогрев и скрытое парообразование. Пламенем горит не само дерево, а газообразные продукты сухой его перегонки. Отличительной особенностью процесса горения дерева являются катастрофические его темпы, обусловленные высокой температурой горения более 250 300Ц.
Чем больше поверхность реакции горения, тем больше поверхность выделения продуктов сухой перегонки, больше в единицу времени выделение калорий, выше температура, интенсивнее сама сухая перегонка дерева, катастрофичнее процесс горения и развитие пожара.
Массивные беспустотные деревянные части зданий, имеющие на единицу объема относительно
малую поверхность мин., более безопасны
'г Эея
в пожарном отношении1.
Из этих соображений массивные строганые элементы деревянных конструкций с округленными ребрами следует предпочесть нестроганым элементам в виде тонкйх досок с острыми кромками.
При одинаковой поверхности реакции температура горения тем выше и темпы развития пожара тем быстрее, чем интенсивнее движение воздуха, омывающего горящее дерево, т. е. чем сильнее тяга вторая причина катастрофического развития пожара.
Поэтому основными мерами борьбы с пожарной опасностью в сооружениях, содержащих дерево, являются:
1 обеспечение массивности, по возможности даже беспустотности деревянных частей эдания
Fiop минимум и
2 устранение возможности образования тяги в случаях, когда образование пустот неизбежно.
В условиях большинства промышленных производств, транспортного хозяйства, жилья и т. п. нельзя рассчитывать на полное устранение первичных источников огня паровозная искра, оброненный окурок, опрокинутая керосинка, воспламенение сажи в дымоходе, короткое замыкание в электропроводке и т. п.; в обязанности строителя входит не столько устранение первичных источников огня, сколько обезврежение их. Поэтому в строительстве недопустимо применение
1 Ворох бумаги, соломенная и щепяная крыши легко загораются; развивая высокую температуру и быстро сгорая, они являются источниками катастрофического развития пожара; толстая книга в картонном переплете, соломит и т. п., состоящие из того же материала, но спрессованные и поэтому имеющие малую поверхность реакции, почти не горят даже в печке или на котре.
не защищенных от случайных источников огня, тлеющих от искры или легко воспламеняющихся эасыпок солома, стружки и т. п. без соответственной защиты их от возгорания. На чердаке такие засыпки должны быть защищены несгораемыми смазками или примесями, в стенах штукатуркой, а в бесчердачных покрытиях огнезащитными преградами в виде засыпок шлаком или легким щебнем, т. е. воздушными фильтрами, пропускающими водяные пары в роли осушающего продуха, но задерживающими проникание искр и образование тяги. Около дымоходов печей, горячих производственных процессов и пр. должны осуществляться надежные разделки, обшивки, штукатурки и пр. согласно действующим правилам пожарной безопасности.
В защитных обшивках, обмазках и покрасках следует прежде всего иметь в виду ограждение дерева от доступа большого количества воздуха, бее которого вообще невозможно горение. При этом во избежание преждевременного вспучивания и разрыва защитный слой должен быть достаточно проницаемым для медленного выпуска продуктов сухой перегонки алебастро-известковая штукатурка или термоодежда по драни, реечным матам или металлической сетке, обшивка асбестом с прикреплением последнего проволочной или штампованной сеткой и т. п.
Для увеличения срока защиты от возгорания защитный слой должен быть достаточно глубоко закреплен заанкерен в несущей его конструкции штукатурные гвозди т. п. Огнезащитные покраски при нагреве больших поверхностей неизбежно отслаиваются после обугливания под влиянием высокой температуры несущего их слоя дерева и поэтому имеют назначение предотвратить воспламенение дерева только при местном воздействии на него высоких температур и задержать распространение огня.
Третьей мерой борьбы с пожарной опасностью является защита от воспламенения и от развития горения при помощи поверхностной обработки или обшивки частей здания несгораемыми материалами.
2 Пропитка древесины растворами антипиренов
Одним ив надежных способов закрепления огнезащитного слоя является более или менее глубокая пропитка древесины растворами специальных огнезащитных веществ, так называемых антипиренов. Придание огнестойкости дереву при помощи сплошной пропитки его антипиренами может быть выделено в четвертую группу огнезащитных мероприятий. Внедренный в толщу самого дерева огнезащитный состав не может вспучиться и отлупиться, как огнезащитная краска, прикрепленная только силами поверхностного сцепления.
К сожалению наше строительство пока еще не располагает рецептурой действительно прочных огнезащитных пропиток; так же как и огнезащитные покраскиа, пропиточные антипирены, применяемые у нас и ва границей, еще не вполне удовлетворяют всей совокупности предъявляемых к ним требованиям: 1 химической устойчивости,
2 малой гигроскопичности, 3 безвредности в смысле химического воздействия на древесину
2 Последние работы над огнезащитными покрасками сектора консервирования Института пути НКПС, проведенные под руководством проф. Попова К. А. ипром-. сектора ЦНИПС при участии инженера СКУ Борщевского А. К., дают весьма обнадеживающие результаты.
БОРЬБА С ГНИЕНИЕМ
и на металлические крепления, 4 долговечности или легкой возобновляемости и, главное, 5 экономичности и доступности в практическом применении.
Тем не менее за границей в США и др. производство так называемого огнестойкого дерева непрерывно растет и несомненно вскоре после подведения химико-производственной базы должно получить широкое развитие и у нас.
Дерево не может быть сделано несгораемым; как и все органические вещества, оно разрушается путем сухой перегонки или окисления при воздействии высоких температур, но придания дереву полной огнестойкости вовсе и не требуется: благодаря малой теплопроводности и малым коэфициентам температурного расширения дерево на пожаре оказывается значительно более стойким материалом, чем например железо; пожарная опасность применения дерева заключается только в способности дерева выделять при горении значительное количество калорий и тем самым поддерживать развитие пожара.
Основное назначение огнезащитных пропиток снизить интенсивность горения и уменьшить количество освобождающихся при окислении горении калорий путем предотвращения воспламенения продуктов сухой перегонки древесины.
Наиболее эффективными в этом смысле оказываются такие минеральные соли, которые под влиянием высоких температур расплавляются и покрывают раскаленную поверхность дерева сплошной пленкой, прекращающей доступ к дереву кислорода воздуха. Опасность воспламенения еще более снижается, если расплавленные соли помимо образования жидкой пленки выделяют негорючие газы, разбавляющие продукты перегонки древесины и затрудняющие их воспламенение.
Указанным требованиям в полной мере удовлетворяют соли аммония сернокислые, фосфорнокислые; к сожалению эти соли способствуют коррозии металлических крепей. Особенно плох в этом отношении хлористый аммоний, крайне гигроскопичный и разъедающий даже красную медь.
К числу хороших антипиренов относится бура, выделяющая при нагревании пары кристаллизационной воды и при плавлении покрывающая дерево стекловидной пленкой.
Почти все антипирены легко вымываются водой; исключение составляет лишь весьма стойкий в химическом отношении и совершенно негигроскопичный борат цинка. Поскольку борат цинка нерастворим в воде, пропитывать дерево приходится последовательно двумя разными растворами солей бура и хлористый цинк с промежуточной просушкой дерева до 10; реакция перемещения с выделением бората цинка и хлористого натрия протекает в толще дерева.
Пропитка древесины, как правило, проводится с применением вакуума и последующего давления около 8 атм с предварительной и последующей камерной сушкой. Несмотря на это, хорошо пропитывается только заболонная часть сосновой древесины; ядро, как правило, пропитывается лишь на малую глубину. Возможно, что в дальнейшем для огнестойких деревянных изделий придется специально отбирать заболонные части сосновой древесины. Ель пропитывается с большим трудом и на мал ю глубину. Почти вовсе непригодны для пропитки лиственница и дуб, имеющие весьма тонкую ваболонную часть и вовсе не поддающее
ся пропитке ядро. Хорошо пропитываются бук, граб и береза, что имеет значение преимущественно для мебельного производства.
В случае опасности загнивания вполне применима комбинированная пропитка антипиреном совместно с водным антисептиком фтористый натрий и др. Расход антисептика при этом назначается примерно такой же, как и в случае независимого применения его.
Вопросы комбинирования различных химических составов не всегда просто разрешаются; например сочетание аммонийных антипиреновых пропиток с силикатными огнезащитными покрасками совершенно недопустимо ввиду быстрого разрушения последних г.
Главными препятствиями к широкому применению антипиреновых пропиток таким образом являются:
1 отсутствие четко выявленной рецептуры антипиренов даже для основных зданий строительства;
2 отсутствие или дороговизна химических веществ, требуемых в довольно большом количестве сухого вещества до 20 от веса сухого дерева;
3 недостаточное количество пропиточных установок.
Если учесть, что в производстве огнезащитных пропиток вполне могут быть применены те же облегченные методы, которые применяются в антисептических пропитках горяче-холодная ванна, и что коррозия металлических частей в огнестойком дереве может быть предотвращена введением в пропиточные составы специальных пассиваторов, следует считать постановку промыш. ленного производства огнестойкого дерева у нас весьма своевременной.
Промышленное разрешение этой проблемы хотя бы в малых масштабах является неотложным, в частности ввиду широкого использования в совхозно-колхозном строительстве щепяных, драночных и тесовых кровель; единственным недостатком этих исключительно легких и весьма долговечных покрытий в настоящее время является пожарная опасность их применения.
Еще более эффективно и значительно применение огнестойкого дерева в эллингах большого масштаба, в зданиях общественного назначения и вообще в капитальных и ответственных сооружениях, в которых замена дерева другими материалами связана не только с экономическими, но и с техническими трудностями и в которых единственным препятствием к применению дерева является недостаточно гарантированная безопасность в пожарном отношении.
3 Выводы
а Общие соображения об огнестойкости деревянных конструкций
Оценка огнестойкости дерева современными нормативными положениями в СССР основана преимущественно на опыте прежних лет, на анализе пожарных аварий в существовавших до сих пор и к сожалению преобладающих и сейчас несовершенных формах деревянного строительства.
1 КопытковскийБ. Ф., Способы придания огнестойкости дереву, Сообщение 29, ЦНИПС, 1931 г.
868
Г. Г. КАРЛСЕН и К. А. ПОПОВ
В свя8и с переходом к новым формам деревянного строительства необходимо будет соответственно пересмотреть и нормативы, используя для этого не только накопление практического опыта, но и результаты специально проводимых научноисследовательских работ.
Совершенно так же, как и в развитии гнилостных эпидемий, основные причины пожарных аварий кроются не в самом дереве, а в неумении использовать положительные и обезвредить отрицательные свойства его.
Если изолировать дерево от доступа больших объемов воздуха, то оно оказывается значительно более пожароустойчивым, чем сталь и чугун, тем более, что прогрев его поперек волокон совершается примерно в 200 раз медленнее, чем прогрев стали, а коэфициент температурного линейного расширения примерно в 5 раз меньше, чем у стали; в этом отношении дерево на пожаре имеет преимущество даже по сравнению с железобетоном.
Фиг. 31. Ьащита железных балок от огня деревянными обкладками
Этим объясняется, почему оперативные работники пожарного ведомства предпочитают иметь дело с деревянными массивными стойками, балками, лестницами и даже стропилами, а не с металлическими. Последние обладают свойством сперва разрушать опорные стены и стойки, распирая их при температуре 300 400 Ц, а затем внезапно разрушаться без видимых признаков при температурах 500 600Ц.
Только этими соображениями и можно оправдать постоянно практикуемую в строительстве ващиту железных балок от огня деревянными обкладками фиг. 31 при условии защиты самого дерева штукатуркой или асбестовой, войлочной на глине и тому подобными обшивками от доступа воздуха.
Осуществляя в особо ответственных сооружениях всю совокупность мероприятий пожарной
безопасности: 1 беспустотность минимум ,
' Удер
2 меры против возможного образования тяги,
3 поверхностную защиту от доступа воздуха и наконец 4 огнезащитные пропитки, можно было бы ограничивать применение дерева только разве в музейно-антикварных, особо монументальных и небоскребных зданиях.
б Несгораемые ванавесы, пожарные двери и т. п.
Так называемые несгораемые занавесы в театрах несомненно целесообразно осуществлять в виде деревянных беспустотных щитов с асбестовыми обшивками и прокладками фиг. 32.
Асбесто-деревянная конструкция в виде сплошной двутавровой балки с перекрестной стенкой с массивными ребрами жесткости в случае применения пропитанного дерева значительно надежнее в пожарном отношении, чем железная. Прониканию тепла внутрь деревянной двух-,
АОбшиЬка дырчатой Жестью
Фиг. 32. Беспустотные щиты с асбестовыми обшивками
трехслойной стенки -120 мм толщиной занавеса будет препятствовать сперва само дерево, а затем по мере сухой перегонки последнего еще более теплонепроницаемые уголь и пепел. Никакого коробления, свойственного железным занавесам, здесь вообще не приходится ожидать. Воспламенению дерева будет препятствовать асбестовая об- шивка, защищающая дерево как от влияния высоких температур, так и от доступа возду- ха. Для лучшего прикрепления асбестовой обшивки ее следует пришивать гвоздями 40 - 50 мм сквозь железную сетку или дырчатую жесть. Обшивка сплошным, беэ швов, железом недопустима, поскольку она изнутри будет распираться газообразными продуктами сухой перегонки и будет способствовать преждевременному доступу воздуха к дереву.
Сплошная двухсторонняя обшивка железом неприемлема также ввиду опасности гниения древесины в случае применения хотя бы частично сырого леса.
в Междуэтажные перекрытия
В междуэтажных перекрытиях пожарная безопасность может и должна быть обеспечена беспустотной конструкцией перекрытия в виде сплошной деревоплиты. Снизу такая плита должна, как правило, покрываться штукатуркой по реечным матам или драни, без толевой изоляции, сверху двухслойным ксилолитовым полом, линолеумом при отсутствии температурного перепада, паркетом и т. п. В целях усиления звукоизоляции паркет следует делать плавающим, разрезанным у перегородок, на тонкой прослойке крупного чистого песка фиг. 33. Конструкцию перекрытия из экономических соображений следует решать в виде многопролетного безрёберного настила
ДерёВо-плита
Щитовой fiapkem
jnr
Песок.
JL.
Алебастр с опилками
Фиг. 33. Плавающий паркет
Возможность применения для неразрезного настила необрезного леса и существенное снижение высоты перекрытия обеспечивают этой конструкции хорошие технико-экономические показатели; однако даже в слу ае возможного перерасхода древесины это решение все‘же следует предпочесть обычно применяемому фиг. 34. Не изжитые еще у нас блохи, клопы, тараканы, мыши и крысы, соображения противовоздушной обороны и главным образом пожарная опасность требуют безусловного отказа от пустотелых деревянных междуэтажных перекрытий хотя бы и по железным балкам.
1 См. Деревоплита.
БОРЬБА С ГНИЕНИЕМ
869
г Ограждения
В покрытиях вопросы пожарной безопасности обычно усложняются требованиями снижения собственного веса при одновременном усилении
е О
Фиг. 34. Пустотное междуэтажное перекрытие
термоизоляции, наличием температурного перепада и требованием интенсивной гидроизоляции сверху, со стороны пониженных температур.
Шлюз ‘
Осушающий поодих Пробельное Железо
В покрытиях по фермам термоизоляция по возможности должна плотно примыкать к рабочему настилу кровли см. Щиты, раздел Строительные меры борьбы с гниением.
Только в случае невозможности снижения высоты прогонов или вспомогательных стропильных ног до размеров, равных толщине термоизоляции, и в случае нежелательности при этом оставления ребристого потолка допустимо применение пустотелых покрытий.
В пустотелых покрытиях пожарная безопасность должна быть обеспечена разделением внутренних пустот на небольшие секции при помощи надежных.огнезащитных преград.
Чем больше высота внутренних пустот, чем больше горючего материала заключено в покрытии и чем больше опасность его воспламенения, тем меньше должен быть размер отдельных секций и надежнее огнезащитные преграды.
Огнезащитные преграды, как правило, осуществляются в виде грядок из шлака, трепель-
Фартук из оцинкованного укелеэа
Осушающий продух Пробельное Железо рцбероиа z слоя ольццемеут 5 сл
Ребро складки
Ребро свода-оболочки
Фиг. 35. Осушающий продух на мороз
Требование беспустотности в покрытиях может быть соблюдено при совмещении функций ограждения с функциями несущей конструкции.
Технико-экономический оптимум достигается в тех конструкциях, в которых конструктивная толщина деревянной оболочки совпадает с толщиной, определяемой из соображений термоизоляции. В полутеплых покрытиях в деревоплите это требование может быть соблюдено при пролетах 4 6 м в складчатых покрытиях при пролетах 12 24 м; в сводах-оболочках при пролетах 160 200 м.
В теплых покрытиях, как правило, неизбежна подшивка утеплителя снизу, что допустимо лишь при наличии пароизоляции снизу и следовательно осушающих продухов на мороз.
Последнее требование определяет необходимость применения по возможности чешуйчатых кровель, требующих уклона не менее 20 к горизонту фиг. 35.
Чешуйчатые кровли осуществляются из естественного шифера, этернита, асбофанеры плоской или волнистой, кровельного железа с горизонтальными открытыми швами, шлюзованными против задувания снега фиг. 36, или наконец из укрепленных фанерно-рубероидных щитой фиг. 37.
В сборных конструкциях, заготовляемых под навесом вместе с гидроизоляцией включительно, возможно помещение термоизолятора с внешней стороны конструкции фиг. 35; внутренняя пароизоляционная облицовка всегда подшивается после окончательной просушки всего сооружения.
ной щебенки, пемзы и т. п., несгораемых крупнопористых засыпок без примзси мелких песчаных частиц.
Огнезащитный ш
щед.
Фиг. 36. Горизонтальные открытые швы, шлюзованные против задувания снега
Ввиду опасности просадки засыпки необходимо обеспечить возможность контроля и пополнения ее; кроме того необходимо обеспечить легкую и точную опознаваемость места возникновения пожара и наконец в плоских и пологих покрытиях обязательно устройство осушающих продухов.
Все это определяет целесообразность комплексной конструкции огнезащитных преград в виде утепленных огнезащитных продухов фиг. 36.
Возможность совмещения функций огнезащитной преграды с функциями осушающего продуха определяется своеобразным аэродинамическим свойством сеток, решеток, щебенчатых засыпок и т. п. почти бее задержки пропускать газы и пары при малых скоростях движения диффузи
870
Г. Г. КАРЛСЕН и К. А. ПОПОВ
онный обмен, сушка и составлять непреодолимое препятствие для прохода газов при больших скоростях перемещения пожарная тяга вследствие завихрения потока.
Препятствуя распространению огня и образованию тяги, огнезащитный продух обеспечивает осушающий режим всей толще покрытия и в случае возникновения пожара сигнализирует о нем выпуском дыма, указывая и место его очага.
Фиг. 37. Фанерно-рубероидные кровельные щиты
Независимо от этого устройство вдоль каждой фермы огнезащитного продуха с последующей засыпкой шлака облегчает производственноконструктивное примыкание к фермам щитов фиг. 36.
Вследствие небольшого размера превышения огнезащитных гребней над поверхностью кровли 200 520 мм особенно большое значение приобретает тщательное шлюзование щели фартучками из кровельного оцинкованного железа в целях предотвращения проникания снежинок и брызг внутрь покрытия. Наибольшая эффективность осушающего действия этих продуктов наблюдается ранней весной, т. е. в период наибольшей опасности развития гнилостных процессов.
Одним из преимуществ этого решения является также возможность последующей прорезки щели в неправильно запроектированных и осуществленных покрытиях без разборки последних.
Подобными гребнями осуществляется осушающий продух также и в сплошном безреберном настиле и в пологих частях сводов-оболочек фиг. 37. В последнем случае возможно применение сборной конструкции в виде поперечных фанерных лент с краевыми бортами.
Возможность устройства в деревоплите осушающего продуха и следовательно возможность устройства изнутри паронепроницаемой подшивки переключает деревоплиту из разряда недолговечных в разряд капитальных деревянных конструкций с сохранением за ней всех преимуществ пожарной безопасности.
ЛИТЕРАТУРА А. Русская литература
1. Гос. научно-эксп. институт сооружений, сообщение 29, Копытковский Б. Ф., Способы придания огнестойкости дереву, 1931 г.
2. Гос. научно-эксп. институт сооружений, сообщение
39, Тамар о вич А. И. и Веденкин С. Г., Временная инструкция по предохранению деревянных конструкций от огня, 1932 г.
3. Центр, научно-исслед. институт материалов НКПС, вып. 4, Целиков и Веденкин, Огнезащитные краски и составы, 1930 г.
4. Центр, научно-исслед. институт материалов НКПС, вып. 10, Веденкин, Антипирены и огнестойкая древесина, 1931 г.
5. Центр, научно-исслед. институт материалов НКПС, сборник 24, Веденкин С. Г., Защита дерева от огня,
1932 г.
6. Труды Всесоюзной конференции по стандартизации и производству новых строительных материалов, рроф. Веденкин С. Г., Защита дерева от огня посредством пропитки и окраски.
7. ЦНИПС, Технический отчет по теме 164, Вагнер А. К., Методология испытаний огнестойкости. 1933 г.
8. ЦНИПС, Технический отчет по наряду 1002, Вагнер А. К., Проект лаборатории по испытанию огнестойкости, 1932 г.
9. Проф. Карлсен Г. Г., Строительные меры борьбы с гниением и пожарной опасностью, 1934 г.
10. Проф. Ногин К. И., Сухая перегонка дерева лиственных и хвойных пород, 1931 г.
И. Проф. Тидеман Б. Г. и Сциборский
Д. Б., Химия горения, 1935 г.
12. Акад. Каблуков И. А., Термохимия, 1934 г.
13. Максимов С. Н., Предохранение дерева и тканей от возгорания, КОИЗ, 1932 г.
14. П о н и ф и д и н Г. А., Причины возникновения
пожаров и их устранение, 1925 г.
15. Орлов К., Противопожарные составы и краски в строительной практике, 1933 г.
16. Малыкин М., Руководство к дешевому приготовлению огнеупорных, водонепроницаемых составов и красок для предохранения от пожаров деревянных построек, 1892 г.
17. Сборник обязательных постановлений и инструкций Президиума МОИК Совета Р и К депутатов по противопожарным мероприятиям.
18. Бетке Р., Как защитить предприятие от пожара, 1934 г.
19. ЦНИЛХИ, Протоколы испытаний огнезащитных пропиток за 1934 г.
20. 3 е б е р г, Пожарное дело на службе ПВО.
21. Проф. Жеребов и Коваленко, Получение огнестойкой древесины, Лесохим. пром. 4 10,
1933 г.
22. Проф. Поварни н, Харитонов, Григорьев, Материалы к вопросу о сухой перегонке дерева, Журнал прикладной химии, т. I, вып. 3 и 4,1924 г., стр. 103 и 122.
23. Проф. Инжевский, Термохимический расчет сухой перегонки дерева, Техника и производство, 1926 г.
24. ЛИИПС, Сборник C-Y, 1930 г., Сапожников и Копытковский, Исследования в области пропитки дерева, стр. 9 42.
25. Вогул, Строит, пром. 8, 1931 г.
26. Федорович, О влиянии огнестойких пропиток на механические свойства дерева, Вестник инженеров и техников 6, 1931 г.
27. Огнестойкое дерево, Лесное хозяйство и лесоэксплоатация 4, 1932 г.
28. Деревянная жесть, Точная индустрия 1, 1931 г.
29. Бобров, Опыт теоретического обоснования процесса термического разложения, Лесохим. прол. 3 27, 1935 г.
30. Проф. И в Б. Т. и Рассадича, Лесохим. пром. 1, 1935 г.
31. К о ч у р и н, Лесохим. пром. 1, 1935 г.
32. Пояснительная записка по поводу утверждения товарищества на полях для производства и применение огнеупорного состава Бабаева, М. 1888 г.
33. Журн. Зодчий, 1909 г., стр. 413.
34. Труды Всероссийского пожарного съезда в Москве 1902 г., стр. 25, 34, 154 и 399, доклад А. А. Мамонтова, представителя Путиловского завода.
35. Труды VI Международного пожарного конгресса, С.-Петербург 20 24 мая 1912 г., I, И, стр. 207, 214, Описание датской газовой печи для испытания больших щитов.
36. Институт прикладной минералогии и металлургии, вып. 7, Асбест, глава об огнезащитных кРаскхт.ттт
37. Центр, пожарн. отд. Главн. упр. комм:хоз. НКВД,
Нормальная программа по исследованию и испытанию огнестойких составов.
38. Лекторский, Глубокая металлизация древесины, Лесохим. пром. 12 24, 1934 г.
39. Петров А., Театральная техника, 1909 г. рецепты против возгорания.
40. Строит, пром. 8, 1925 г.
41. Строит, пром. 9, 1928 г.
42. Лившиц, Лесохим. пром. 1, 1935 г.
43. Труды Всесоюзной конференции по стандартизации и производству новых строительных материалов, проф. M о л л ь, Придание прочности дереву.
44. Русско-германский вестник науки и техники 4, 1932 г.
45. Техника коллективному промысл, хоз-ву 8, 1931 г. и 6, 1932 г.
46. ЦИС НКПС, сборник 9, 1931 г., Антисептики и их проникновение в древесину.
‘ 47. П е р е л ы г и н, Вестник инженеров и техни
ков 3, 1932 г.
ЭКСПЛОАТАЦИЯ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ И СООРУЖЕНИЙ 871
48. Несгораемая фанера, Лесное хозяйство и лес. Пром. 11 12, 1932 г., стр. 125.
49. Гартман, Термолиз древесины, журн. Хим. пром. 3, 1932 г.
Б. Иностранная литература
1.R. Schlegel, Untersuchungen uber die Grundlagen des Feuerschutzes von Holz, Berlin 1934.
2. H e г a d о t, Neun Bucher Geschichte ed. Goldhagen, Bd. 11, S. 172 u. 18.
3. Vitruv.ius, Schriften, X, 21.
4. Aulus Gellius, Noctes attical, XV, 1.
5. M о 11 ' F., Untersuchungen uber Gese’tzmassigkeiten in der Holzkonservierung, Berlin 1920.
6. Moll, Holzkonservierung und Impregnierung.
7. Der Holzmarkt, 1932, 141; 1933, 79 'u. 193.
8. Hutte I, 25 Aufl., S. 439 u. 547.
9. Graf O. u. Goebel H., Schutz der Bauwerke, Berlin 1930, S. 207.
10. L a n g. G., Das Holz als Baustoff, 1915.
11. Mitteilungen des Fachausschusses fiir Holzfragen beim YDI 3.
12. Der Bautenschutz, 1932, 10 u. 11.
13. Gasschutz und Luftschutz, 1933, H. 11.
14. G e i g e r u. Scbeel, Handbuch der Physik, Bd. IX, Кар. 6.
15. VDI-Zeitschrift, Bd. 75, 14.
16. Nernst, Theoretische Chemie, 1921, S. 407.
17. Eucken A., Lehrbuch der chemischen Physik, Leipzig 1930, S. 128.
18. Jakobs o'hn W., Messung der Feuerfestigkeit von Holz, VDI-Zeitschrift 14, v. 4. 4. 31., S. 424 425.
19. Kristen u. Schulze, Prufung von Holzbalken Feuerschutz, 1935.
20. Schwalbe u. Berlin g, Chem. Ztg.,
1933, 8II, Bd. 57, S. 881 883.
21. Испытания в области горения, Chem. Ztbl.,
1934, 1, S. 973.
22. To же, Chem. Ztbl.,-1932, 1, S. 866.
23. To же, Chem. Ztbl., 1933, II, S. 634.
24. Moll, Breaht, Bethell, Ryan, Chemische Apparatus, 1931, v. 18, 9.
25. F -a 1 с к u. Ramesam, Einneues allgemein verwendbares Holtzschutzmittel, Chemiker Zeitung, 1931, v. 55, 87.
26. Konrad Gaub, Frankfurt 1934. Противовоздушная оборона от бомб разрывного химического и зажигательного действия.
27. Hausen I., Bautenschutz, 1934, 5, S. 49 53, Испытание средств по защите деревянных сооружений от воспламенения при действии зажигательных и взрывных бомб.
28. Jynier, Deutsche Bauztg., 1934, Н. 14. Защита от воздушного нападения и от огня и деревоцементная кровля.
29. Erdmann W., VDI-Z., 1935, 13, S. 413 414, Дерево в строительстве Германии; меры огнезащиты.
30. Schwalbe и. В е г 1 i n g, Chem. Ztg., 1932, 92. 909. Ацетат натрия и двухметалл. фосфорнокислый натрий как вещества для огнезащитной пропитки.
31. У enerand, Asbest und Feuerschutz, Wien 1920.
32. Farbe und Lack, 1925, S. 554; 1926, S. 262 263.
33. Описание испытаний красок.
34. L a n g e r, Die Feuersicherheit in Kohlenbergwerken, 1907, О самовоспламенении , угля.
35. Malencovic, Die Holzkonservierung im Hochbau, 1907, S. 261 метод вымачивания дерева.
36. Mahlke-Troschel, Handbuch der Holzr konservierung, Berlin 1928 методы пропитки.
37. В 1 a u Carl, Feuersichermachen
38. Gasschutz und Luftschutz, 3, 1933, S. 296 299 методы испытания эффективности химической обработки дерева в целях огнезащиты.
39. Schwabbe u. Berlin, Chem. Ztg., 57, 881 883, 1933. Новые методы испытания дерева на огнестойкость.
40. Prufung und Begutachtung des Duffag Anstrichs, Schutz gegen Entflammung der Duffag A. g. брошюра Прусского пожарного совета.
41. Hausen I., Bautenschutz, 1932, v. 3, n. 6, Juni, P-65-8 новые противопожарные средства.
42. VDI-Zeitschrift, 1933, v. 77, n. 16, Apr. 22,
S. 428 429. Flammenschutzmittel fiir Holz.
43. Kristen u. Schulze, Bericht uber Versuche mit geschiitztem und ungeschutztem Holz bei Feuereinwirkung, Der Bauingenieur 2122, 1935.
44. Ben c, Journ. Ind. Eng. Chem., 5, 1913 описание электрической печи, в которой производились испытания в Медис. лаборатории.
45. Лохтин П., Dinglers Politechnisches Journal, 1893, S. 230 метод сравнительных испытаний.
46. Goward Н. F. a. G 1 е a d а 11 I. 1.л Journal of the chem. Soc., London 1930, 243.
47. Banfield W. O. a. Peck W. S., 1922, The effect of chemicals on the ignition temperature of wood Canadian, Chem. and Met. 6 8: 172 176.
48. Dunlap М. E. a. Cartwright F. P., 1927. Standard fire tests for combustible building materials, Am. Soc. Testing Materials Proc., 27 Pt. II, 543 538.
49. Garratt George A., 1927, Fireproof wood for interior construction, The Amer. Lumbermann May 14 2713; 56 57 and Maj 21.
50. New Jork City 1928, Bulletin, Board of Standards and Appeals of New York City, vol. 13, 1 Jan. 3. 1928 and amendment thereto adopted in March 1928.
51. P r i n с e R. E., 1915, Tests on the inflammability of untreated wood and wood treated with fire-retardant compounds Nat’l Fire Protection Ass’n. Proc., 1915.
52. 1914. Preliminary work in fireproofing wood, Amer. wood Pres. Ass’n. Proc., p. 158 172.
53. Truak T. R. a. Harrison C. A. 1929, A new test for measuring the fire resistance of wood Paper presented before, Am. Soc. Testing Materials June, 1929.
54. Hunt, Truak a. Harrison, Fire resistanae wood. Industries, 1930, vol. 52, 17.
55. Hunt G. М., Truak T. R., Harrison C. A., Proceeding of the Annual Meeting of the American Wood Preservers Association, 1930.
56. To же 1933 г.
57 и 58. Report of committee C-5 on fire tests of materials and constructions, Amer. Soc. for Testing Materials Advance, Paper 1930, 75, 1931, 67.
59. Truak, Controlling conditions in gluing differenst kinds of wood, Wood Working Industries, 1931, v. 9, JVs 2.
60. Truak, Fire proofing of wood, Wood Working Industries, 1931, v. 10, N 2.
61. Fire retardant surface treatment for wood scaffolding, Eng. News Record, 1931, v. 106, 2.
62. К a p т p а й т Фр., Предохранение дерева от возгорания, The Timberman, 1931, 3 и 4.
63. Koehler А. а. Р i 1 1 о п М., Effect of High Temperatures on Made of Fracture a Soft wood., South Lumberman, Dec. 1925.
64. Pillow. М., Effect of High Temperatures on the Made of Fracture and other, Propeties of Hardwood; Wood Working Industries, Okt. 1929.
65. G i 1 1 e t A., 1929, Les facteurs de l’ignifugation des bois Chemie et Industrie Specal. Number Fev. 1929 p. 221 7.
66. Lullin Am£d6e 1915, Recherches sur les temperature' d’inflammation du bois et sur les enduits ignifuges, Gen6ve.
67. Славик Chem. Listy 26, 1932, 211 218 о нагреве бука и ели до 140 145 Ц в течение 9 дней.
Н. ЭКСПЛОАТАЦИЯ ДЕРЕВЯННЫХ
1. Влияние режима эксплоатации на работу конструкции
Состояние деревянной конструкции и работа ее в эксплоатации определяются многими факторами, из которых основными являются следующие:
а система конструкции;
Инж. Ю. М ИВАНОВ КОНСТРУКЦИИ и СООРУЖЕНИЙ
б тип соединений;
в качество материала;
г качество выполнения;
д действующа, нагрузка;
е состояние древесины1 и
ж состояние соединений и рабочих частей.
1 Т. е. физико-механические характеристики ее в данный момент, определяющиеся начальной влажностью древесины, температурой и влажностью окружающей среды.
87Я
Ю. М. ИВАНОВ
Влияние первых четырех факторов можно читать постоянным, влияние же остальных переменным во времени.
Эти переменные влияния, зависящие в основном от режима эксплоатации в широком смысле атого слова, вызывают с течением времени изменения в работе конструкции; состояние конструкции в данный момент является результатом ее работы в течение всего предшествующего периода. Поэтому для правильного понимания действительной работы конструкции необходимо кроме индивидуальных особенностей, зависящих от качества материала и выполнения не одинакового в отдельных экземплярах данной конструкции, учитывать также и влияние режима эксплоатации.
1 Действующая нагрузка
Нагрузка является одним из основных факторов, влияющих на состояние конструкции, и в основном определяется: 1 величиной, 2 расположением ее на конструкции, 3 характером воздействия покоющаяся, повторная, ударная и т. д. и 4 продолжительностью действия.
Явления, возникающие в конструкции в результате действия нагрузки, могут быть разделены на две группы по признаку обратимости.
К первой группе должны быть отнесены явления, определяющиеся величиной упругих деформаций материала,1 т. е. имеющие обратимый характер.
Ко второй группе относятся явления, остающиеся после прекращения действия нагрузки, связанные с деформированием материала конструкции остаточные или пластические деформации, явления усталости и т. д. и с наличием сил трения в соединениях остаточные напряжения, усилия в составных элементах и т. п. Необратимые явления, складываясь, приводят с течением времени к постепенному нарастанию общих деформаций конструкции.
2 Состояние древесины
На состояние и работу конструкции оказывают существенное влияние процессы, непрерывно происходящие в древесине. Они тесно связаны со строением вещества древесины, имеют весьма разнообразный характер и проявляются в изменении ее физико-механических свойств.
Среди этих процессов наибольшее влияние имеет изменение влагосодержан и я в древесине. Влияние механических воздействий было уже отмечено выше.
Происходящее при этом изменение механических свойств древесины, а также изменение объема и формы сортиментов оказывают непосредственное влияние на работу как отдельных элементов, так и всей конструкции в целом, вызывая перераспределение напряжений в поперечном сечении элементов вследствие перемещения упругого центра тяжести при изменении градиента влажности, дополнительный выгиб элементов при несимметричном увлажнении или высыхании, дополнительные сжимающие усилия в деревянных частях и растягивающие в металлических болтах и тяжах при разбухании древесины и т. п.
Изменение градиента влажности может кроме того вызвать в древесине внутренние напряже-
1 С учетом упругого последействия.
ния, при значительной величине которых появляются местные нарушения взаимной связи волокон поверхностные и внутренние трещины. С повышением влажности повышается и пластичность древесины, что при известных условиях механических воздействий может вызвать приращение деформаций. Приращение деформаций имеет место также при периодическом увлажнении незащищенной конструкции например при длительном отсутствии кровли во время возведения покрытия и т. п.
Температурный гистерезис в деревянных и металлических частях может также вызвать приращение деформаций вследствие увлажнения древесйны в частях, соприкасающихся с металлом, т. е. как раз в местах передачи усилий.
Фиг. 1. Схема уменьшения рабочей площади вкладышей Аллигатор а и Бульдог
б при усушке
Изменение температуры оказывает влияние на влагообмен давление водяных паров, скорость движения воды в древесине. Повышение температуры вызывает увеличение пластичности древесины. Длительное действие высокой температуры выше 70 Ц вызывает снижение механической крепости древесины.
Наконец на состояние древесины оказывают влияние также различные химические реагенты например находящиеся в свободном состоянии в условиях некоторых химических производств, а также гнилостные процессы.
Особенно неблагоприятное влияние на работу конструкции имеют последние при наличии температурного гистерезиса, так как в этом случае прежде всего подвергается разрушению древесина в рабочих частях, непосредственно соприкасающихся с металлом2.
В Состояние соединений
Работа соединений определяется в основном т'ем, насколько плотно прижаты их рабочие части.
Наличие неплотностей, получающихся вследствие деформаций древесины под действием усилий и при усушке а также вследствие неточности выполнения, при статической нагрузке вызывает появление дополнительных моментов и напряжений, при динамической добавочных инерционных сил, вызывающих расшатывание и дальнейшее расстройство соединений.
Так, в шпоночных соединениях усушка элементов вызывает ослабление болтов, назначение которых в основном заключается в воспринятии реактивных усилий. В результате возникают дополнительные напряжения от изгиба в соединяемых элементах, более неравномерное распределение сминающих напряжений, а нередко
2 См. напр. Борщевский А. Н., Причины поражения зданий домовыми грибками, М. 1932 г., стр. чд Я6.
ЭКСПЛОАТАЦИЯ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ И СООРУЖЕНИЙ
87S
ухудшается и работа на скалывание вследствие например отдирания и т. п.
В некоторых видах зубчатых вкладышей например типа Бульдог, Грейм, Аллигатор и т. п. появление щели между элементами вследствие усушки вызывает существенное уменьшение рабочей йлощади соединения фиг. 1 и табл. 1, так как при этом выключаются иэ работы участки у основания зубцов или сплошные участки пояска.
Таблица 1
Влияние усушки на изменение рабочей площади
соединения
Уменьшение глубины гнезда h в
10-4
а
Уменьшение рабочей площади в
Аллигатор фиг. 1,а
Бульдог фиг. 1,6
10
15
19
20
80
36
30
45
51
В нагельных соединениях появление щели вызывает значительное увеличение краевых напряжений смятия вследствие дополнительного изгиба нагеля.
Усушка рабочих деревянных частей например шпонок, клиньев, подушек, деревянных нагелей и т. д. вызывает дополнительные смещения в соединениях.
4 Влияние нарастания деформаций
Результатом описанных влияний являются постепенное нарастание местных и общих деформаций конструкции 1 и изменение вследствие этого действующих в ее элементах напряжений.
В соединениях и в местах прикреплений изменяется степень защемления элементов, получаются дополнительные положительные или отрицательные в гнутых элементах выгибы и т. д.
В статически неопределимых системах получается перераспределение усилий, нередко влекущее за собой значительные отклонения в работе конструкции от расчетной схемы.
Неодинаковые деформации отдельных частей сооружения, например ферм и т. д., вследствие различной их жесткости вызывают неравномерное распределение нагрузки и перегрузку одних элементов за счет других2.
Значительные общие деформации конструкции изменяют ее геометрическую схему, что приводит к изменению величин действующих усилий.
Например в трехшарнирной арочной ферме опускание ключа фиг. 2 вызывает уменьшение стрелы подъема и пропорциональное этому увеличение действующего распора или усилия в затяжке.
В результате нарастания деформаций в одних случаях возникают большие дополнительные напряжения, приводящие к местным разрушениям материала 8, в других же случаях могут утра
1 Кроме влияния указанных факторов деформации конструкции вызываются также колебаниями температуры и определяются величиной коэфициента линейного расширения отдельных элементов конструкции.
Подобные явления получаются также в результате неравномерной осадки опор.
тить устойчивость отдельные элементы или вся конструкция в целом например гибкие составные гнутые арки или своды. Наличие значительных деформаций нередко уже само по себе делает' невозможным дальнейшее использование конструкции например надворотных ферм ангаров, междуэтажных перекрытий, подкрановых балок, пролетных строений мостов и т. д.
v
Фиг. 2. Изменение геометрической схемы вследствие деформаций
б Требования в конструкции
Причиной плохой работы конструкции может быть или неправильная эксплоатация конструкции или несоответствие выбранной системы а типа соединений данному режиму эксплоатации. При выборе типа конструкции должны быть учтены следующие требования.
При статическом характере действия основной нагрузки и длительном ее приложении напримерв покрытиях наибольшее значение имеет пластичность древесины. Поэтому в условиях, благоприятствующих развитию пластических деформаций древесины при повышенных влажности и температуре, не должны применяться типы конструкций, работа которых зависит от величины, деформаций, например гибкие распорные системы, где нарастание деформаций может привести к потере устойчивости.
Особенно нежелательно применение при указанном режиме элементов составного сечения, ввиду значительного изменения жесткости последнего при нарастании смещений в соединениях. Применение указанных видов конструкций не рекомендуется также в условиях переменной влажности без принятия специальных защитных мер.
В случае применения сырого леса в условиях службы конструкции при пониженной влажности и следовательно при наличии значительной усушки лесоматериала в деле не рекомендуются соединения, работа и исправное состояние которых нарушаются при расщении от усушки. К таким соединениям относятся вкладыши Бульдог см. выше влияние усушки, Аллигатор, кольцевая шпонка и др. В подобных условиях не рекомендуется также применение сплошных металлических частей, например тарельчатых и дисковых вкладышей, жестких замкнутых кольцевых шпонок, широких железных накладок и т. п., которые могут послужить причиной образования трещин вследствие стеснения деформаций древесины при усушке. Усушка вызывает также быстрое расстройство соединений с перпендикулярным расположением волокон вследствие значительной разницы в величинах: усушки древесины вдоль и поперек волокон, приводящей к образованию крупных щелей.
При действии на конструкцию динамической, а также подвижной нагрузки должна быть обес-
См. доклад автора на I Всесоюзной конференции по инженерным деревянным конструкциям Действительная работа деревянных конструкций по результатам опытных исследований, М. 1931 г.
,874 Ю. М. ИВАНОВ
печена возможность компенсации неплотностей, образующихся в элементах со знакопеременными усилиями в результате усушки древесины и деформаций под действием, усилий. Для этой цели.соединения должны быть натяжными.
Фиг. 3. Пример конструкции крепления трансмиссии без компенсации неплотностей к двутавровой балке с перекрестной стенкой
Небезупречное решение в этом отношении представляет например конструкция крепления трансмиссии к двутавровой балке с перекрестной стенкой фиг. 3. Недостатком этого решения является невозможность последующего устранения например при помощи подтягивания крупных неплотностей, совершенно неизбежных, во-первых, вследствие перпендикулярного расположения волокон и как следствие большой разницы в усушке досок балки и вертикальных брусков и, во-вторых, вследствие работы болтов на динамические воздействия трансмиссии поперек волокон в балке.
При подвижной и динамической нагрузке, в особенности же при знакопеременных усилиях, должны применяться лишь плотные соединения, не имеющие начальных смещений.
При наличии значительных коррозионных влияний, например в условиях химических производств, должны применяться конструкции без металлических рабочих частей фермы на ножничных и других врубках, деревянных нагелях и т. д., а в некоторых случаях должны приниматься специальные меры защиты древесины.
В незащищенных сооружениях не рекомендуется применение многослойных сплошных конструкций ввиду опасности развития грибка; такие конструкции могут быть допущены лишь при условии специальных мер защиты против -загнивания.
в Требования в материалу и выполнению
Важным условием долговечности конструкции является качество лесоматериала, в основном его влажность-. При назначении допускаемой влажности материала и решении вопроса о необходимости предварительной его -сушки должны приниматься во внимание не только нормальные эксплоатационные условия, определяющиеся технологическим процессом данного производства, но также условия режима в начальный период службы конструкции, которые нередко могут резко Отличаться от первых. Большое значение имеют условия монтажа оборудования.
Примером отклонения от нормального эксплоатационного режима могут служить условия при монтаже паропроводов с перегретым паргм г.до 300 Ц. В нормальных условиях эти трубы имеют термоизоляцию с нагревом наружной по
верхности до 50 70, в начальный же период они лишены изоляции, которая наносится слоями, постепенно высыхающими при температуре наружной поверхности 150 200, причем имеют место усиленная конвекция и нагрев воздуха в помещении.
При неизбежной усиленной вентиляции и пониженной влажности воздуха или при чрезмерно высокой температуре в начальный период службы конструкции, т. е. при условиях, благоприятных для интенсивного растрескивания древесины, сырой лесоматериал не должен ставиться в дело без предварительной сушки его до влажности 18 15. Предварительное подсушивание лесоматериала для защищенных конструкций весьма желательно также в целях уменьшения влияния последующей усушки. Уменьшение усушки особенно важно при наличии динамической нагрузки.
Напротив, при высокой влажности воздуха в условиях эксплоатации конструкции лесоматериал не должен иметь очень низкой влажности во избежание разбухания древесины см. п. 2.
Порода древесины должна назначаться в зависимости от условий эксплоатации сооружения, например при опасности загнивания должны применяться более стойкие породы не рекомендуются пихта, ель и т. п.
ri
щ
1’
а
Фиг. 4. Влияние коробления досок при последующей усушке
Условия эксплоатации должны учитываться также и в отношении качества выполнения. Например при наличии динамических воздействий нагрузки соединения должны быть выполнены особо тщательно, -дабы была обеспечена большая их плотность.
Для уменьшения расстройства соединений вследствие коробления при усушке и разбухании древесины в деле необходимо при заготовке элементов располагать годичные слои дощатых элементов определенным образом в зависимости от предполагаемых объемных изменений древесины фиг. 4.
Если при эксплоатации сооружения ожидается меньшая влажность, чем влажность лесоматериала во время заготовки элементов, то необходимо доски располагать внутренней пластью наружу симметрично относительно оси поперечного сечения элемента1. Указанный случай встречается наиболее часто.
Если же, наоборот, при заготовке элементов лесоматериал имеет меньшую влажность, чем в сооружении, например в незащищенных конструкциях, находящихся в атмосфере, насыщенной водяными парами покрытия в некоторых цехах текстильных и красильных производств и т. п., необходимо обратное расположение годичных слоев в досках.
1 Иванов Ю.М., Причины недостаточного запаса прочности деревянных конструкций, Строит, пром. 8, 1931 г. Помещено также в приложении к книге Керстена, Современные деревянные конструкции, 1932 г, стр. 396 407.
ЭКСПЛОАТАЦИИ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ И СООРУЖЕНИЙ
875
2. Наблюдение за конструкцией в эксплоатации
1 Задачи наблюдения
Наблюдение 8а конструкцией преследует две задачи:
1 поддержание конструкции в исправном состоянии;
2 выяснение надежности работы конструкции.
Первая задача может быть разрешена путем
непосредственного осмотра конструкции и своевременного производства мелких ремонтных работ.
Вторая задача более сложна и может быть разрешена лишь путем периодических наблюдений и измерений. Результаты тех и других регистрируются и из сравнений полученных данных выявляется направление, в котором развиваются наблюдаемые явления.
Основные требования, предъявляемые к указанным наблюдениям, надежность и сравнимость результатов.
Для выполнения этих требований следует по возможности все наблюдения приводить к измерению тех или иных величин например ширины раскрытия трещин, длины их распространения и т. д., т. е. производить количественную оценку наблюдаемых явлений, для достижения большей объективности.
Под этим углом зрения и ведется все дальнейшее изложение.
Основными объектами наблюдения, производимого с целью выяснения состояния конструкции, являются деформации конструкции как общие, так и местные.
К общим деформациям, которые подлежат измерению, относятся а:
1 вертикальные перемещения основных точек системы узлы в сквозных конструкциях, определенные точки в вертикальных поперечных сечениях пространственных конструкций и т. д., осадка опорных точек конструкций;
2 боковые перемещения иэ плоскости конструкции в плоскостных системах; горизонтальные смещения точек, расположенных в средней части пролета распорных систем, а также характерных точек пространственных конструкций;
3 у г л ы поворота в характерных точках системы, например опорных частей и т. п. преимущественно в пространственных сооружениях.
К местным деформациям относятся:
1 смещения в соединениях наиболее ответственных элементов;
2 местный выгиб элементов например пояса на длине панели, выпучивание сжатых элементов, отгиб концов раскосов, наружных накладок в растянутых стыках и т. д.;
3 трещины их раскрытие и распространение, в особенности в ответственных элементах и в пределах рабочей воны соединений;
1 См. ТУ и Н 370 376.
2 См. также статью Испытание деревянных конструк ций и сооружений в этом томе справочника.
4расщеление составных элементов преимущественно в местах их соединений в стыках и т. п.
2 Измерения
Трудность измерения общих деформаций конструкции в условиях ее эксплоатации заключается в том, что все приспособления для производства измерений должны располагаться вне. рабочих габаритов помещения. Этим требованиям более всего могут удовлетворить методы измерения при помощи оптических приборов, которые, как правило, устанавливаются периодически только на время измерений лучше всего с точным сохранением прежнего положения. Для измерения вертикальных перемещений применяется нивелир, для горизонтальных теодолит.
В отдельных случаях может найти применение стереофотограмметрический метод8.
Малая величина приращения деформаций, которая должна быть обнаружена в результате наблюдений, требует высокой точности измерения. Это требование является основным и должно учитываться при выборе инструмента, расположении станций в плане сооружения, способа установки отсчетных реек и точности их делений. С целью повышения точности результатов измерений рекомендуется выполнять правила прецизионного нивелирования, например брать отсчет при точном расположении пузырька уровня посредине, по всем нитям зрительной трубы при наличии трех нитей, делать контрольные повторные отсчеты и с различных станций и т. д.
Применение переносных реек возможно лишь при тщательном совмещении их с точной отметкой точки измерения и при обеспечении строго вертикального их положения при помощи уровня.
Однако даже самое тщательное выполнение всех указанных требований не обеспечивает от накопления ошибок. Поэтому во всех случаях, где это возможно, следует рекомендовать применение- постоянных реек, неизменно прикрепленных к конструкции.
При невозможности установки постоянных реек во всех точках измерения рекомендуется устанавливать их для контроля измерений хотя бы в некоторых точках.
Должно быть обращено внимание на устранение побочных влияний, которые могут внести погрешности в результаты измерений, а именно: изменения длины рейки вследствие усушки древесины, смещения в месте прикрепления рейки к конструкции, деформаций Масштабной ленты например бумажной и т. д.
Все отсчеты с данной станции должны быть привязаны к неподвижным реперам, точность отсчета по которым должна быть не меньше точности отсчета по рейкам.
Ввиду длительного срока подобных наблюдений необходимо обеспечить контроль положения реперов, например взаимной проверки отсчетов по нескольким реперам и т. п.
Измерение местных деформаций должно сопутствовать общему тщательному осмотру конструкции, позволяющему обнаружить новые трещины и другие явления, которые должны стать объектом дальнейших измерений.
8 См. Испытание деревянных конструкций и сооружений, гл. IV, Измерение местных деформаций.
Ю. М. ИВАНОВ
Наблюдение за смещением в соединениях производится по рискам, которые должны быть нанесены в возможно большом числе х.
В основном цель нанесения рисок, в общем дающих небольшую точность измерений, это контроль за работой конструкции и обнаружение деформирующихся соединений, приращения деформаций которых могут быть затем измерены более точно.
Местные выгибы элементов определяются по стрелке, измеряемой по натянутой с вогнутой стороны нити. Отгиб концов элементов измеряется или по смещению риски, нанесенной на специально пригнанной кобылке, или непосредственным измерением расстояния между точно отмеченными точками.
Г-
х
Фиг. 5. Определение раскрытия трещин измерительным клином
Раскрытие трещин измеряется подобно измерению отгибов по риске или непосредственно например помощью измерительного клина фиг. 5.
В последнем случае измерение производится по направлению прямой, проведенной на внешней поверхности элемента поперек трещины.
Наблюдение за распространением трещин производится по отметкам, которые делаются непосредственно на поверхности материала.
Все данные измерений заносятся в специальный журнал, в котором кроме того для правильной оценки полученных данных должны отмечаться величина и расположение нагрузки на конструкции в момент измерения деформаций, температура воздуха в непосредственной близости объектов наблюдения, по возможности относительная влажность воздуха и т. д.
Кроме того сюда же заносятся все соображения наблюдателя о возможных влияниях на деформации конструкции.
Для обеспечения одинаковой точности повторных наблюдений через длительные промежутки времени при возможной смене наблюдателей в журнале обязательно дается описание приемов и порядка производства измерений.
В Анализ результатов
Результаты измерений обрабатываются 2 и представляются в виде диаграмм перемещений, построенных для всех узлов одного и того же пояса каждой фермы или для точек одного поперечного или продольного сечения сооружения.
При анализе полученных данных необходимо их расположить в хронологической последовательности и, сопоставляя с величинами нагрувки и
1 Ом. Испытание деревянных конструкций и соорудоений, гл. IV, в этим томе справочника.
2 См. Испытание деревянных конструкций и соору
жений в этом томе справочника.
другими данными см. выше, выяснить закономерность в приращении деформаций 8.
Наибольший интерес с точки эрения оценки состояния конструкции представляет развитие деформаций от приложения временной нагрузки и по прекращении ее действия. При этом должна быть определена упругая р. остаточная части деформации.
При длительном воздействии нагрузки, как это например имеет место в покрытиях, представляет интерес процесс затухания деформаций под нагрузкой и возвращения их по снятии нагрузки.
Поэтому сроки измерений должны назначаться с таким расчетом, чтобы иметь точки в наиболее характерные перирды работы конструкции при изменении временной нагрузки, например в начале и конце 8имы и т. д.
Значительная величина остаточной части деформаций или отсутствие упругой части, а тем более заметное нарастание деформаций указывают на неудовлетворительное состояние кон-струкции.
В таких случаях необходимо тщательно ,обследовать ее, чтобы обнаружить местную локализацию деформаций. В отдельных случаях целесообразно произвести испытание конструкции расчетной нагрузкой для исчерпывающего выяснения вопроса о достаточно надежной ее работе.
3. Ремонт, усиление и восстановление поврежденных конструкций
1 Разгрузка конструкции
Мелкие ремонтные работы, необходимые для поддержания конструкции в исправном состоянии, как-то: подтягивание болтов, тяжей, подбивка клиньев, гвоздей и т. д. при небольшой величине неплотностей как это нормально имеет место при правильной эксплоатапии, производятся без разгрузки и поддержания конструкции на подмостях.
В других случаях в зависимости от характера ремонтных работ необходима частичная или полная разгрузка конструкции с поддержанием ее на подмостях.
При таких ремонтных работах необходимо прежде всего освободить конструкцию от временной нагрузки. Затем может быть снята ббльшая часть постоянной нагрузки, например путем подпирания с поднятием прогонов крыши и т. п. При этом должны быть приняты меры для обеспечения устойчивости верхнего пояса например путем временного раскрепления.
Следующая стадия разгрузки подпирание непосредственно самой конструкции. Хотя и в этом случае фактически не достигается полной разгрузки, так как известная доля нагрузки и собственного веса передается на отдельные элементы конструкции, но в большинстве случаев нагружением их можно пренебречь, если только самые элементы не подлежат замене или другим исправительным работам.
При подпирании элементы конструкции должны быть обеспечены от дополнительных усилий, которые могут возникнуть например при мест-
8 При этом должны быть учтены соображения, приведенные в статье Испытание деревянных конструкций и сооружений.
ЭКСПЛОАТАЦИЯ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ И СООРУЖЕНИЙ 877
яом действии реакций или вследствие чрезмерного поднятия конструкции на временных промежуточных опорах.
При разгрузке отдельных ферм или балок необходимо учитывать влияние соседних жестких участков перекрытия крыши, пола и т. д., нагрузка от которых может передаваться на разгружаемую конструкцию.
Особое значение при этом имеют поперечные и продольные свяэи между фермами, жесткие прогоны и т. д., влияние которых должно быть устранено тем или иным способом разбалчивание элементов, одновременное поднятие соседних конструкций и т. д.
Величина поднятия подпертой конструкции должна контролироваться нивелиром.
Ввиду возможности осадки стоек, поддерживающих конструкцию, вследствие обмятия и осадки грунта и т. д. во время ремонта необходимо следить эа профилем подпертой конструкции.
При капитальном ремонте конструкции, при котором является возможность исправить ее провисание например путем вамены элементов, устройства новых стыков в поясах и т. д., необходимо придавать конструкции проектный строительный подъем. Однако при очень большой величине провисания, вызвавшего дополнительный выгиб элементов, полная величина проектного подъема иногда не может быть придана ввиду опасности возникиовения в элементах значительных дополнительных найряжений.
2 Частичное усиление
При частичной замене отдельных элементов или отдельных досок в элементах необходимо обеспечить совместную работу 1 новых и старых частей.
Трудность выполнения этого требования состоит в том, что новое соединение дает начальные деформации, между тем как старое соединение, находившееся под действием усилий, уже получило полную величину деформаций.
При параллельном включении нового соединения со старым например смена одной ветви составного элемента или накладки в стыке и т. п., очевидно, получится перегрузка старой части за счет начального смещения в hqbom соединения. В результате такого ремонта получатся ухудшение работы конструкции и уменьшение ее saпаса прочности.
Поэтому при составлении проекта ремонтных или усилительных работ должно быть обращено особое внимание на выполнение указанного требования. При этом необходимо учитывать возможные недостатки выполнения, которые могут привести к ненадежной работе усиленного элемента.
Ввиду важности этого вопроса следует рассмотреть более подробно методы рационального усиления.
Неизбежное влияние начальных деформаций во вновь поставленном элементе или соединении на распределение усилий в ремонтируемой части конструкции может быть устранено частично или полностью двумя приемами.
Первый прием использует начальное натяжение новой части, т. е. предварительное включение ее в работу. Для этой цели дается достаточ
ный подъем конструкции до полного возвращения деформаций в старых соединениях, а при возможности и до получения известного смещении в обратном направлении. В этом положения производится разметка новых частей, получающих таким образом уменьшенное расстояние между центрами соединений с запасом на начальные смещения.
Этим примером достигается лишь некоторое выравнивание усилий, однако распределение усилий все же остается достаточно неопределенным, так как не может быть точно определена величина предварительного обратного смещения, которое должно компенсировать начальное смещение в новом соединении.
о
Г. 1
1 1 1 1 : 1
,1
1:1. Г Т
1 1 -с
. 1 '
ii 1
III
Г 1
: -я- ч' - I
1 V
1 1
1 '
СП. 1. I
Фиг. 6. Усиление с исключением параллельной работы старых и новых соединений по второму приему
Второй прием основан на исключении параллельной работы старых и новых соединений фиг. 6. Эгот прием более радикален и может быть рекомендован к применению, так как обеспечивает равномерную работу в месте смыкания старой части с новой. Однако он требует полного удаления старого соединения например стыка, подлежащего ремонту, и т. п. и устройства примыкания на новом месте, что не всегда возможно при ограниченных размерах панели и большой длине стыка.
При применении соединений, допускающих предварительное натяжение, возможно производить усиление конструкций без ее разгрузки2, т. е. в обычных условиях при действии полной постоянной нагрузки. При этом большое значение имеет последовательность введения в работу отдельных частей усиления. Основное требование, предъявляемое к усилению без разгрузки конструкции, четкость рабочей схемы и определенность величины усилий, воспринимаемых рабочими элементами усиления.
В Полное усиление и восстановление
При использовании конструкции для другой нагрузки усиления отдельных элементов обычно бывает недостаточно.
В таких случаях воэможно достигнуть повышения допускаемых нагрувок при сохранении величины пролета путем изменения системы конструкции, например путем превращения простой системы в комбинированную поддержка балки аркой или цепью, устройство под аркой жесткой балки того же пролета и т. п. или путем превращения скво8ной системы в сплошную например сплошная обшивка сквозной арки и т. п.
1 См. статью автора, указанную в гл. I, п. 4 и в гл. II, См. например статью Н. Ф. Котова Усиление стро□. 1. пильных ферм, Строитель 20 и 24, 1933 г.
87S
Ю. М. ИВАНОВ
При использовании комбинированных систем распределение нагрузки между отдельными составляющими системами регулируется величиной предварительно задаваемого подъема усиляемой системы.
При этом должна учитываться начальная деформация вновь вводимой дополнительной системы.
Чтобы обеспечить воспринятие элементами усиления полной величины действующей нагрузки, предварительная разгрузка усиляемой конструкции является обязательной во всех случаях.
При усилении статически определимой конструкции путем превращения ее в статически неопределимую необходимо учитывать возможное перераспределение усилий вследствие начальных и пластических деформаций в соединениях
и поэтому к подобному способу следует подходить с особой осторожностью.
При восстановлении поврежденных конструкций нередко возникает вопрос о полной их смене. В таком случае желательно по возможности оставлять без переделки ограждения конструкции, т. е. крышу, подвесной потолок и т. д., в целях ускорения восстановительных работ tf экономии средств.
Для этого новая конструкция должна иметь то же внешнее очертание, что и старая, и такую же разбивку панелей при передаче нагрузки через прогоны.
Для упрощения работ сборка новой конструкции должна производиться в вертикальном положении, что отчасти предопределяет выбор сборного типа конструкции смешанные железодеревянные системы.
РАЗДЕЛ СЕДЬМОЙ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Я. Е. ИВАНОВА
I. ЛЕСНЫЕ РЕСУРСЫ СССР
1. Распределение и характеристика лесных
ресурсов
Общая площадь1 лесов СССР определяется в 934 млн. га, удобная 2 лесная площадь в 618 млн. га и покрытая лесом площадь в 574 млн. га.
Леса СССР составляют около 21 от всей площади лесов земного шара и 40 от всей площади лесов умеренного пояса.
Распределение покрытой лесом площади между отдельными лесными районами Европейской части СССР, средний процент лесистости и состав лесов по каждому району приведены в табл. 1 и показаны на схематической карте фиг. 1.
Наибольшие по площади лесные массивы расположены на севере, северо-западе и северовостоке Европейской части СССР, в Беломорском, Уральском, Балтийском и Центральном лесных районах, которые характеризуются и наибольшим процентом лесистости.'На юге, юго-западе и юго-востоке Европейской части СССР, в Западном, Черноземном и Южном районах ле
1 Под общей площадью понимается вся территория, выделенная для лесного хозяйства, включающая в себя угодья и неудобные пространства.
1 Удобной площадью считается производительная лесная площадь как покрытая, так и непокрытая лесом в данный момент.
сов значительно меньше и процент лесистости ниже.
Состав лесов Европейской части СССР неоднороден. На севере, северо-востоке, в Беломорском и Уральском районах преобладают елово-сосновые насаждения с небольшой примесью лиственных пород, главным образом березы и осины. На северо-западе, в Балтийском районе, распространены сосново-еловые насаждения с небольшим процентом лиственных пород. С продвижением на юг примесь лиственных пород увеличивается, и Центральный район уже характеризуется хвойно-лиственными насаждениями.
По направлению на юго-запад из состава насаждений постепенно исчезает ель и увеличивается примесь лиственных пород, среди которых появляется дуб Западный район.
На юго-востоке Южный и Черноземный районы преобладают лиственные насаждения, в состав которых в значительном количестве входят дуб и бук.
Леса Беломорского и Балтийского районов эксплоатируются главным образом на экспорт; Уральский район в основном является базой горно-заводской промышленности и питает внутренний рынок; Центральный район также доставляет древесину для внутреннего рынка; Западный район дает как экспортную древесину, так и древесину для внутреннего потребления; Черноземный и Южный районы с неболь-
Таблица 1
Лесные ресурсы Европейской части СССР
Лесные районы
Площадь, покрытая лесом
Состав лесов
в млн. га
В
Беломорский 63,00
54
50
ели,
40 сосны,
Уральский Европейская часть.
55,75
46
40
40
Балтийский.
12,20
36
30
50
Центральный
20,18
30
30
25
Западный
6,64
14
10
ь
40 ь
Черноземный
4,66
9
15 ь
Южный
3,57
4
10 хвойных
Ю лиственных
20 20 45 40 Ю
45 лиственных
140 лиственных 10 дуба f 45 лист:
I 40 дуба I 30 лиственных 1 60 бука
Всего.
126,00
Я. Е. ИВАНОВА
1ПИМИ по площади лесами обслуживают главным образом внутренние потребности.
Ежегодный отпуск древесины из лесов Европейской части СССР определяется в 126 млн. лв, ив которых деловой древесины 50 млн. м8, Яди 40, и дровяной 76 млн. м3.
Леса Закавказья занимают самую незначительную площадь из всех районов Азиатской части СССР и расположены главным образом на горах, по долинам горных рек и ущелий. Леса этого района отличаются исключительным разнообразием древесных пород. Среди лиственных
границы лес ■. нт районоб
Шнинград
ЛИПШИЦ
ЛатыЩ
М-'Ст
Минск
Казань 'ч а
V 4 Фиг. 1. Лесные районы Европейской части СССР схема
Общая площадь лесов Авиатской части СССР вместе с Закавказьем определяется в 760 млн. га, ив которых покрытой лесом площади 448 млн. га.
Распределение покрытой лесом площади по районам Азиатской части СССР, процент лесистости и состав лесов приведены в табл. 2 и показаны на схематической карте фиг. 2.
пород в лесах Закавказья наибольшее распространение имеют бук, дуб, граб, каштан, реже встречается ясень, грецкий орех; иэ хвойных пород наиболее распространены кавказская пихта и восточная ель. Вследствие трудных условий эксплоатации горных лесов леса Закавказья эксплоатируются очень слабо. Ежегодный отпуск древесины определяется в 3,5 млн. м8, в том
ЛЕСНЫЕ РЕСУРСЫ СССР
881
числе деловой древесины 1,851 млн. м3, идущей как на экспорт, так и на внутренний рынок.
Леса Среднеазиатского района занимают сравнительно большую площадь в 15 млн. га, но состоят главным образом из зарослей саксаула и горного кустарника. Из всей покрытой лесом площади саксаулом занято около 60, хвойными породами 30 и лиственными 10. Из хвойных пород в этом районе произрастают тяньшанская ель, пихта, древовидный можжевельник в горах Казахстана и в Киргизии и сосна по песчаным полосам вдоль больших рек: Иртыша, Ишима, Тобола; из лиственных пород грецкий орех, миндаль, в поймах рек тополь и ива. Лесистость этого района составляет лишь 4, леса расположены большею частью в горах и трудно доступны эксплоатации, в доступной же части имеются лишь небольшие запасы. Размер ежегодного пользования определен в 3,249 млн. м3.
В лесах Западносибирского район а, в который входят и леса азиатской части Уральской области, наибольшее распространение имеют сосна и ель, затем кедр и наконец лиственница. Лиственные леса состоят главным образом из березы. Леса Западносибирского района эксплоатируются очень неравномерно. Наиболее интенсивная эксплоатация ведется в лесах азиатской части Уральской области, дающей 62 ежегодного отпуска. Общий размер ежегодного сметного отпуска для Западносибирского района определен в 28,278 млн. м3 древесины, в том числе деловой 6,435 млн. м8, или 23.
В Восточносибирском районе сосредоточены наибольшие по площади лесные массивы СССР.
Леса этого района характеризуются значительным количеством лиственницы и небольшой примесью лиственных пород. Эксплоатация ле-
Таблица 2
Лесные ресурсы Азиатской части СССР
Лесные районы
Площадь, покрытая лесом в млн. га
Лесистость в
Состав лесов
в
Закавказье.
3,3
17
80
лиственных, 20 хвойных
Среднеазиатский
.
15,0
4
60
саксаула, 30 хвойных, 10
лиственных
Западная Сибирь
.
41,7
30
30
сосны, 30 ели, Ю кедра,
30 лиственных
Восточная
108,7
54
34
сосны, 24 лиственницы, 18
ели и пихты, 12 кедра
12
лиственных
Северная
.
210,3
30
90
хвойных, Ю лиственных
Дальний Восток 68,6
34
45
лиственницы, 20 ели и пихты, 15 кедра и сосны и
Всего
.
447,6
20
лиственных
УслоОные знаки
хЬойные листЬенницс саксаул. тЬ.листдент листоенные сосна ель-пихта
граница лесных райбноб.
Е6Р
„ ЧОО”Ь пейсаЯГ-1
4 JL о6Яи ' Туруханск I2Z
. 5
фермобскЗДП
С -w J
о Актюбинск
ЯШьып СР.ДЖГСШ
1 Орда Семит
'ТашНент Алма AmoL,,
Афганис
Фиг. 2. Лесдые иайоны Азиатской части СССР схема
882
Н. Е. ИВАНОВА
сов далеко не полная, и древесина идет в основном на внутренний рынок.
Леса Север о сибирского района, включающего северные районы Западной и Восточной Сибири, Дальнего Востока и Камчатку, занимают около 62 всей покрытой лесом площади СССР. Район этот граничит с тундрой, отличается неблагоприятными условиями для произрастания леса, очень мало освоен, а поэтому и сведения о нем очень неточны. В лесах западной части этого громадного района преобладают сосна, ель с пихтой и кедр, в восточной части и на Камчатке лиственница. Из лиственных пород здесь произрастают береза и осина и на Камчатке береза Эрмана.
Леса Дальневосточного района, расположенные в бассейне рек Амура и Уссури, а также и на побережье Японского и Охотского морей и в Северной части острова Сахалина, отличаются большим разнообразием древесных пород. В состав их входят: лиственница, ель, пихта, сосна, кедр и лиственные породы. Лиственница встречается повсюду ва исключением южной части Владивостокского района и Сахалина, сибирский кедр растет главным образом в Забайкалье, корейский по всему Уссурийскому краю Хабаровский и Владивостокский районы, ель и пихта в пределах Уссурийского края, а также на севере, в бассейне р. Амура и на Сахалине.
Лиственные породы имеют большое распространение в Уссурийском крае и в бассейне р. Амура. Наиболее ценны и наиболее часто встречаются: ясень манчжурский, береза желтая,
дуб монгольский, реже встречаются орех манчжурский, ильм японский и бархат амурский. Леса Дальневосточного края трудно доступны для эксплоатации и мало еще освоены. Ежегодный отпуск определяется в 37,112 млн. м3, в том числе деловой древесины 18,216 млн. м3 т. е. около 50. Древесина из лесов этого района идет в значительной степени на экспорт, а также и на удовлетворение потребностей внутреннего рынка.
Покрытая лесом площадь Европейской и Азиатской частей Союза по преобладанию пород распределяется следующим образом:
1 С преобладанием хвойных пород:
ели и пихты. 95 млн. га
сосны. 94 лиственницы. 75 кедра 25 древовидного можжевельника. 2 Итого
. 291 млн. га
2 С преобладанием лиственных пород: березы. 42 млн. га
осины. 12. саксаула. 7,5 дуба. 4,7 бука. 1,8 липы. 1,2 ольхи. 0 6
тополя. 0,6 клена и ясеня 0,2 граба. 0,2 ореха. 0.134 фисташки. 0,136 миндаля 0,038 прочих лиственных. 6,892 Л т о г о
78
млн. га
I С неизвестным распределением 205
Всего. 574 млн. га
Таким образом покрытая лесом площадь, учтенная по преобладающим древесным породам, составляет 369 млн. га и распределяется между хвойными и лиственными породами в следующем соотношении: насаждениями с преобладанием хвойных пород занято 291 млн. га, или 80, а насаждениями с преобладанием лиственных пород 78 млн. га, или 20.
2. Основные древесные породы1
1 Хвойные породы табл. 3
Наиболее распространенными древесными породами в СССР являются хвойные породы. Ствол их в большинстве случаев высокий, прямой, полно древесный, в нижней части в густых насаждениях хорошо очищен от сучьев или имеет тонкие сухие сучки. Древесина хвойных пород не имеет сосудов и древесных волокон, а состоит из трахеид и паренхимных клеток, содержит смоляные ходы и отличается от древесины лиственных пород однообразным строением в поперечном разрезе резко выделяющимися годовыми кольцами и наличием смоляных ходов в виде желтоватых точек.
Хвойные породы имеют наибольшее применение в строительстве.
Сосна обыкновенная Pinus silvestris. Благодаря нетребовательности в отношении почвы и климата сосна произрастает от крайнего севера до самого юга Крым, Кавказ и от Белоруссии до Тихого Океана. Она образует или чистые насаждения или растет вместе с елью и лиственными породами. В зависимости от климатических и почвенных условий сосна характеризуется различной энергией роста как по диаметру, так и в высоту, почему в одном и том же возрасте может иметь различные размеры. В лучших условиях в возрасте около 120 лет сосна имеет диаметр на высоте груди 1,3 м от земли 35 40 см, высоту 27 32 и, а в худших условиях в том же возрасте диаметр 20 27 см, а высоту 18 м. Техническая спелость сосны средних районов Союза наступает в 80 120 лет, а северных районов в 160 200 лет. Сосна порода светолюбивая, поэтому деревья, выросшие смолоду в густом насаждении, имеют высокоочищенный от сучьев ствол, допускающий выход деловой древесины до 9 10 м, деревья же, выросшие в менее сомкнутых насаждениях, очищены от сучьев на высоту только 5 8 м. Сучья расположены в мутовках, и ближе к кроне заросшие сучки дают на стволе вздутие.
Кедр сибирский Pinus cembra относится к тому же роду, что и сосна. Он имеет большое распространение в Сибири, где образует или чистые насаждения или растет в смеси с елью. Кедр произрастает и на крайнем северовостоке Европейской части Союза у подошвы Уральского хребта, преимущественно на глубоких, влажных, богатых почвах. Кедр порода сравнительно теневыносливая, растет медленно и достигает технической спелости в возрасте около 200 лет. Очищается от сучьев плохо, на стволе его бывает много тонких сухих сучков.
Ель обыкновенная Picea excelsa, как и сосна, распространена в Европейской части Союза, главным образом на севере и северо-западе. К почве она более требовательна, чем сосна,
1 См. табл. з и 4.
Таблица 3
Хвойные породы
Цвет древесины
Годовые слои
Сердцевинные лучи
Смоляные ходы
Свойства древесины
Кора
ПаоВаоИО
оболонь
ядро
Сосна обыкновенная.
Pinus silveetris
Оболонь желтоватобелая, широкая, резко выраженная
Ядро буровато-красного цвета, в свежесрубленном состоянии ядро по цвету мало отличается от оболони, впоследствии оно темнеет
Годовые слои различаются ясно
Сердцевинные лучи узкие, едва заметные
Смоляные ходы хорошо заметны
Древесина сравнительно мягкая, блестящая, легко колется
Кора в нижней части ствола с поверхности серовато-бурая, глубже красно-бурая, имеет вид толстых чешуек. В верхней части ствола тонкая желтоватая, гладкая
Кедр сибирский Pin us cembra
Оболонь желтоватобелая, широкая, выражена не резко
Ядро буровато-красное или светлорозоватое
Годовые слои правильно округлены, различаются ясно; весенняя древесина постепенно переходит в более темную летнюю
Сердцевинные лучи слабо заметные
Смоляные ходы большие, хорошо заметны
Древесина мягкая, легкая, хорошо колется
Кора коричнево-серая с трещинами, в молодости гладкая темнозеленая
Ель обыкновенная
Picea excelsa
Оболонь не отлиличается по цвету от спелой древесины
Спелая древесина белая, с желтоватым оттенком, блестящая
Годовые слои различаются ясно; весенняя древесина постепенно переходит в летнюю
Сердцевинные лучи не видны
Смоляные ходы заметные, в небольшом количестве
Древесина мягкая и легкая
Кора красноватая, или сероватая, с трещинами и округлыми чешуйками
Лиственница
сибирская
Larix Biblrica
i
Оболонь узкая, желтовато-белая, резко выраженная
Ядро красноватобурого цвета
Годовые слои ясные, слегка волнообразные
Сердцевинные лчи не видны
Смоляные ходы хорошо заметные, немногочисленные
Древесина тяжелая,1 твердая, очень прочная, легко колется
Кора толстая, сверху сероватая, глубже яркокрасная с трещинами
ЛЕСНЫЕ РЕСУРСЫ СССР
884
Н. Е. ИВАНОВА
зорото растет на свежих суглинистых или супесчаных почвах. Ель образует или чистые насаждения или смешанные с пихтой, сосной, осиной и березой. В хороших условиях роста в возрасте 120 лет она имеет диаметр на высоте груди 35 40 см и высоту 30 м. Ель порода очень теневыносливая, поэтому очищается от ручьев очень плохо. Ствол прямой, мало сбежистый, в нижней части ствола остаются тонкие юухие, горизонтально торчащие сучья. Сучья ;® бревнах и досках двух родов: мутовчатые.большие и межмутовчатые мелкие.
Ель сибирская Picea obovata растет в Азиатской части Союза от Урала до Тихого океана, встречается и в северо-восточном углу Европейской части Союза.
По внешнему виду деревьев и по древесине ель сибирская очень похожа на ель обыкновенную.
Лиственница сибирская Larix sibirica произрастает в Сибири и в северо-восточном районе Европейской части Союза. Она образует или чистые насаждения или растет в смеси с хвойными и лиственными породами. К почве не слишком требовательна, растет на рыхлых супесчаных почвах, на легких суглинках и в горах на известковистых почвах. Сибирская лиственница порода очень светолюбивая, быстро растущая. В хороших условиях роста в возрасте 150 лет имеет диаметр 45 см, высоту до 32 м. Ствол ровный, прямой, высокоочищенный от сучьев. Сучья расположены без всякого порядка.
Древесина тяжелая, твердая, очень прочная даже в условиях переменного увлажнения, легко колется; особенно ценится для судостроения, в мостовом и гидротехническом строительствах.
Лиственница даурская Larix daurica растет в Забайкалье и на Дальнем Востоке, где ее особенно много в верховьях Амура и на северном побережье. В хороших условиях роста отличается высоким, стройным, хорошо очищенным от сучьев стволом. Древесина ее мало изучена, по внешнему виду очень похожа на древесину лиственницы сибирской.
9 Лиственные породы табл. 4
Лиственные породы в целом имеют меньшее распространение, чем хвойные. Стволы их менее правильной формы и более сбежистые. Древесина содержит многочисленные сосуды различной величины, сочетание которых дает для некоторых пород характерную текстуру. Граница годовых слоев выражена менее ясно, чем у хвойных пород. Сердцевинные лучи у некоторых пород большие, ясно заметные, у других пород выражены слабо.
Для строительных целей лиственные породы употребляются гораздо реже, чем хвойные, преимущественно в виде деталей креплений из твердого дерева.
Дуб летний Quercus pedunculata самая ценная лиственная порода Европейской части Союза. Растет главным образом в средней и южной полосе. Предпочитает черноземные, суглинистые и влажные супесчаные почвы. Ствол дуба, в молодости искривленный, с возрастом выравнивается и достигает до 40 м по высоте и 4 л по диаметру. Порода светолюбивая и, произрастая в смеси с другими лиственными породами, высоко очищается от сучьев.
Ясень обыкновенный Fraxinus excelsior произрастает в средней и южной полосе Европейской части Союза, а также в Крыму и на Кавказе. В средней и южной полосе Союза в возрасте 120 140 лет имеет диаметр 40 ;45 см, высоту 26 28 л; на Кавказе такого же размера достигает в возрасте 70 80 лет. К почве очень требователен, любит плодородные суглинистые почвы, хорошо увлажненные и с примесью извести, однако растет и на трясинах с проточной водой и в поймах рек. Чистых насаждений ясень не образует, но растет в смеси с другими лиственными породами. Порода светолюбивая и в сомкнутых насаждениях дает прямой, ровный, высокоочищенный от сучьев ствол.
Крупные сосуды образуют кольцо в весенней части годового слоя и ясно отграничены от мелких сосудов, равномерно разбросанных в летней' части слоя.
Древесина твердая, гибкая, тяжелая, трудно колется. Кора в молодости гладкая веленоватосерая, позже серая с продольными трещинами.
Каштан Castanca vesca произрастает в Крыму и на Кавказе. Высоко в горы не поднимается, предпочитает плодородные влажные почвы. В хороших условиях роста в 70 80 лет достигает по диаметру 50 см, в высоту 30 м. Ствол прямой, хорошо очищается от сучьев.
Древесина по внешнему виду очень похожа на древесину дуба, но не имеет ясных сердцевинных лучей, которые хотя и многочисленны, но очень узки и плохо заметны.
Бук Fagus sibvatica принадлежит к числу наиболее распространенных древесных пород на Кавказе и в Крыму. Растет в горах на высоте 760 1200 м над уровнем моря в тенистых защищенных местах на свежих перегнойных почвах. Ствол прямой, довольно полнодревесный, вы соко очищен от сучьев. Доживает до 300 лет и достигает больших размеров, но старые деревья повреждаются напенной гнилью. Наиболее здоровые деревья в возрасте 150 лет имеют диаметр 38 40 см и высоту 32 33 м.
Граб Garpinus betulus произрастает в югозападном районе Европейской части Союза, а также в Крыму и на Кавказе. К почве не слишком требователен, растет и на мелких каменистых сухих почвах, но особенно больших размеров не достигает. Ствол неровный, с продольными впадинами по всей длине.
Береза Betula verrucosa и В. pubescens является самой распространенной лиственной породой как в Европейской, так и в Азиатской частях Союза. К почве нетребовательна, может расти везде, но предпочитает свежие суглинистые и супесчаные почвы. Наиболее распространены два вида березы: берева бородавчатая В. verrucosa и берева пушистая В. pubescens, произрастают они совместно. Береза бородавчатая имеет более сбежистый ствол и темную, толстую в нижней части ствола кору. Береза пушистая имеет более стройный ствол и гладкую белую кору с тонкими отстающими пластинками. Береза светолюбивая и быстро растущая порода. Недолговечна и редко доживает до 150 лет. Древесина двух названных видов берез между собой не отличается.
Осина Populus tremula встречается как в Европейской части Союза, так и в Сибири, на Дальнем Востоке, в Туркестане, в Крыму и на Кавказе. Хорошо растет на богатых, свежих почвах. Порода светолюбивая, хорошо очищается
Лиственные породы
Таблица 4
Цвет древесины
Годовые
слои
о
о
о
УДЫ
Сердцевинные
Свойство древесины
Кора
Название
оболонь
ядро
крупаые
мелкие
лучи
Дуб летний
Quercus реdunculata
Оболонь
узкая, желтоватая, резко выраженная4
Ядро светлобурое или темное
Годовые слои различаются ясно
Крупные сосуды расположены кольцами в весенней части слоя и резко отделяются от осенней
Мелкие сосуды сгруппированы радиальными полосками
Сердцевинные лучи широкие и узкие, ярко выражены
Древесина тяжелая, твердая,крепкая,вязкая, прочная, хорошо колется
Кора серая, очень долетая с глубокими трещинами, в молодости гладкая блестящая
Ясень обыкновенный
Fraxinus
excelsior
Оболонь широкая, желтовато-белая
Ядро светлобурое
Годовые слои различаются ясно
Крупные сосуды расположены кольцом в весенней части слоя и ясно отграничиваются от мелких
Мелкие сосуды разбросаны равномерно в летней части слоя
Сердцевинные лучи тонкие и многочисленные
Древесина твердая, тяжелая, гибкая, трудно колется
Кора серая с продольными трещинами, в молодости гладкая веленовато-серая
Кангган
Castanca
yesca
Оболонь узкая, светложелтая
Ядро темнобурое
Широкие годовые слои различаются ясно
Крупные сосуды расположены кольцом в несколько рядов в весенней части слоя
Мелкие сосуды расположены радиальными ветвистыми полосками
Сердцевинные лучи многочисленные, но очень уэкие и неясные
Древесина легче и мягче, чем дубовая, прочная, хорошо колется
Кора серая, гладкая и лишь у толстых деревьев имеет трещины
Бук
Fagus sibvatica
Древесина красновато-белого цвета
Ложное ядро темнобурого цвета, появляется у старых деревьев
Годовые слои ясно заметны, округлые, но у сердцевинных лучей аагибаются внутрь
Не
Мелкие сосуды равномерно разбросаны по годовому слою
Сердцевинные лучи широкие и узкие, ясно заметные, очень блестящие
Древесина твердая, тяжелая, крепкая, плотная, гибкая, легко колется. В условиях переменной влажности непрочная
Кора серая гладкая
Граб
Carpinus
betulus
Древесина желто вато-белая, блестящая
Нет
Годовые слои слабо заметны, неравномерпой ширины, у сердцевинных лучей изогнутые
Нет
Мелкие сосуды расположены радиальными не вполне ясными линиями
Сердцевинные лучи узкие и широкие образованные из группы узких лучей, ложные блестящие
Древесина твердая, тяжелая, крепкая, трудно колется, в сухом виде прочная
Кора серая, гладкая неравномерной толщины
Береза
Betula verrucosa, B. pubescens
Древесина желтоватая или красновато-белая
Нет
Годовые слои неясны
Нет
Мелкие сосуды расположены зигзагообразными линиями
Сердцевинные лучи очень узкие, слабо заметные
Древесина твердая, крепкая, довольно тяжелая. В условиях переменной влажности непрочная
Кора у березы бородавчатой темная, в нижней части толстая, у березы пушистой гладкая, белая с отстающими чешуйками
Осина
Popuius
tremula
Древесина
белая
Нет илп ложное темного цвета
Годовые слои слабо заметны
Нет
Мелкие сосуды равномерно разбросаны по годовому слою
Сердцевинные лучи не видны
Древесина мягкая, легкая, хорошо колется. В сухом месте прочная.
Кора толстая, серая с трещинами, в молодости гладкая беловато-зеленая
Тополь черный, осокорь
Popujus
nigra
Оболонь широкая, желтовато-белая
Ядро светлобурое
Годовые слои заметные, против трещин коры многогранные
Нет
1
Мелкие сосуды равномерно разбросаны по годовому слою
1
Сердцевинные лучи узки, на торцевом срезе неясны, на радиальном ясно видвы, блестящие
1
Древесина мягкая и легкая
Кора толстая с глубокими трещинами
ЛЕСНЫЕ РЕСУРСЫ СССР Ш
886
А. М. БАРАКС
от сучьев. Ствол осины прямой, правильной цилиндрической формы. Старые стволы часто повреждены напенной гнилью.
Тополь черный Populus nigra, или осокорь,; высокое дерево, растущее главным образом в южной и, реже, в средней полосе Европейской части Союза по поймам рек и заливаемым островам. Светолюбивая и быстро растущая порода, достигающая 30 м высоты. Ствол довольно прямой и ровный.
ЛИТЕРАТУРА
1. Проф. О р л о в М. М., Леса СССР, статистический обзор, 1931 г.
2. Инж.-техн. С е л и б е р Б., Леса и лесная про мышленность СССР, т. I, 1933 г.
3. ЗаборовскийЕ. П., Лесная ботаника, 1932 г.
4. Проф. Терлецкий А. И., Определитель древесины, ГНТИ, М. Л. 1931 г.
5. Турский М. и Яшнов Л., Определитель древесины, ветвей и семян главнейших древесных и кустарниковых пород по таблицам, 1908 г.
6. А г е е в С. М., Технология дерева, 1932 г.
7. Абраменко С. А. и Фишер Б., Определитель важнейших древесных пород СССР, 1933 г.
8. Медведев Я. С., Деревья и кустарники Кавказа, 1919 г.
9. Овсянников В. Ф., Хвойные породы, 1930 г.
10. Овсянников В. Ф., Лиственные породы, 1930 г.
Инж. А. М. БАРАКС
П. ЗАГОТОВКА, ТРАНСПОРТИРОВКА, ХРАНЕНИЕ, СУШКА И ОБРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ
1. Общие сведения
Древесина как сырье для строительных целей добывается главным образом из хвойных лесов.
Леса вообще, и хвойные в частности, в целях эксплоатации разбиваются лесоводами на участки, более или менее однородные по своему составу смешению пород, возрастам, условиям произрастания бонитету и состоянию добротности. Такие обособленные участки леса, выделенные из общей площади массива, носят название насаждений. В спелом возрасте насаждения могут давать далеко не одинаковые по размерам, количеству и спецификации сортименты срубленных стволов. По характеру срубленной древесины все насаждения грубо делятся на товарные деловые и нетоварные дровяные.
Основной характеристикой тех или иных насаждений является их бонитетность. Нормально различают пять бонитетов. Товарные насаждения, т. е. такие, которые дают в спелом возрасте стволы строевых и пиловочных размеров, главным образом характеризуются бонитетами I, II и III. Наиболее ценным для хозяйственных целей является бонитет I, который в спелом возрасте дает максимум стволов наиболее крупных размеров как по высоте, так и среднему диаметру. Ббкитет IV является промежуточным между деловыми и дровяными насаждениями. Бонитет V дает стволы исключительно дровяные. Каждому бонитету присущ в спелом возрасте свой максимум числа стволов и количества запас древесины, выраженной в куб. метрах на 1 га.
Оценка насаждений для целей заготовки и получения тех или иных сортиментов производится: 1 по средней высоте верхнего яруса насаждения, составленного из господствующих и согосподствующих деревьев; 2 по расположению кроны в верхнем пологе леса; 3 по среднему диаметру тех же деревьев; 4 по полноте насаждения, выраженной в десятых долях от нормального насаждения т. е. такого, где кроны деревьев хорошо сомкнуты и образуют сплошной полог, без просветов и прогалин; 5 по среднему запасу, выраженному в куб. метрах плотной древесины, главным образом его стволовой части, и 6 по составу, т. е. процентному соотношению пород, растущих на данном однородном по прочим признакам участке леса насаждений.
Рубка леса для строительных надобностей производится в хозяйственно-спелых насаждениях, т. е. таких, где подавляющее большинство деревьев уже достигло товарных размеров. В различных бонитетах хозяйственная спелость разных пород колеблется в широких пределах в средней полосе хвойных лесов от 60 до 140 лет и при оценке леса сравнивается с Таблицами хода роста нормальных насаждений, приведенными в лесных справочниках для отдельных географических районов и бонитетов. Нормальные таблицы хода роста предусматривают чистые насаждения, т. е. состоящие из одной породы, в отличие от смешанных насаждений, в состав которых входит несколько пород.
Оценку, или таксацию, леса производят обычно применительно к главной породе, т. е. породе, имеющей хороший спрос, а не по господствующей породе, если последняя имеет второстепенное экономическое значение.
Современная заготовка древесины требует механизации не только самой заготовки рубки леса, но и транспорта, ибо в себестоимости круглого леса именно стоимость транспорта составляет наиболее значительную часть.
Механизация отдельных процессов ваготовки и транспорта требует концентрации рубок, т. е. произЕодства валки и разделки древесины на лесные сортименты по возможности в одном месте с большой площадью и в достаточном количестве с таким расчетом, чтобы произведенные капитальные затраты смогли окупить себя в течение короткого срока заготовки и вывозки всего запаса древесины с данного эксплоатационного участка. Эта предпосылка рентабельности затрат вызывает необходимость обязательного составления эксплоатационного плана заготовки и транспорта древесины ив предоставленной в пользование сырьевой базы.
В основном эксплоатационный план должен содержать следующие данные:
1. Подробное инвентарное описание всех лесонасаждений, входящих в состав данного лесохозяйственного района сырьевая база, по всем приведенным выше признакам.
2. План лесонасаждений с выделением всех спелых и приспевающих участков, примерно одинаковых по условиям транопорта древесины.
ЗАГОТОВКА, ХРАНЕНИЕ, ТРАНСПОРТИРОВКА И СУШКА ДЕРЕВА
887
3. Подсчет запаса товарной древесины в каждом из выделенных лесоэксплоатацйонных участков.
4. Взаимную связь и последовательность очередность рубки в отдельных участках с разбивкой последних по сезонности руки в зависимости от условий и вида транспорта водный, железнодорожный, конный, автомобильный.
5. Проектную стоимость затрат по каждому из видов транспорта и выявление рентабельности их в соответствии со сроком службы и плотностью движения лесных грузов.
6. Методы валки леса, доставки срубленной древесины к вывозным путям трелевки и степень их механизации.
7. Подсчет стоимости по заготовке и транспорту древесины к местам потребления или массовой обработки в наиболее выгодном варианте по местным условиям.
8. Технический проект по отдельным операциям заготовки и транспорта.
9. Очередность и организацию работ отдельно по годам на весь предполагаемый срок эксплоатации лесохозяйственного района в зависимости от размера ежегодного отпуска по району.
2. Заготовка
1 Валва леса
Валка леса может производиться круглый год, несмотря на существующее еще мнение, что рубку леса для строительных целей необходимо производить только в зимнее время, когда закончилось сокодвижение. В разные лесозаготовительные сезоны валка леса имеет свои преимущества и недостатки, но в конечном итоге при правильно выбранных методах хранения срубленной древесины в лесу и на складах время заготовки на качестве древесины не сказывается. При заготовке в зимнее время легче транспортировать древесину, легче ее хранить благодаря низкой температуре, но труднее заготовлять и при валке леса нельзя добиться той производительности труда, какой можно достичь при летних заготовках.
Влажность древесины, заготовленной в летнее и зимнее время, отличается лишь незначительно, продолжительность же сушки летом короче, что особенно важно при заготовке строевых бревен.
Таблща 1
Средний процент влажности лиственных и хвойных пород в зависимости от времени заготовки 1
Для европ. листв.
впород
Для европ.
Месяц заготовки
твердые
мягкие
хвойн, пород
породы
породы
среднее из 5
среднее
Среднее
из 16
из 8
Январь.
69
108
150
.Февраль
61
108
138
Март.
56
104
144
Апрель.
56
96
117
Май.
64
89
150
Июнь.
54
89
156
Июль.
64
100
150
Август.
Сентябрь
61
89
138
Октябрь.
Ноябрь
52
82
138
Декабрь
I По Гартигу.
Древесина на корню имеет 50 150 влажности по отношению к 100 ее сухого веса. Точно определить влажность нельзя, так как таковая колеблется не только у разных пород, но и в пределах одной породы, в зависимости от бонитета и хода роста.
Средний процент влажности лиственных и хвойных пород, отнесенный к сухому весу древесины, в зависимости от времени заготовки виден из табл. 1.
Распределение влажности в свежесрубленной древесине неодинаково, а именно: заболонь всегда имеет большую влажность, чем ядро в 1,5 2 раза. У безъядерных пород влажность спелой древесины, т. е. расположенной ближе к сердцевине, будет всегда меньше. Вдоль ствола влажность также распределена неодинаково, так например, у хвойных пород чем ближе к комлю, тем влажность выше. У лиственных пород максимум влажности лежит примерно у середины ствола.
Срубленная древесина довольно быстро начинает терять свою влажность, но по истечении 4 6 месяцев высыхание ее сильно замедляется.
Фиг. 1. Диаграмма хода сушки дерева в бревнах в зависимости от способа заготовки бревен потеря веса в процентах от первоначального веса при 100, 50, 20 и 0 снятой коры: I ель, совершенно окоренная, 11 окоренная до 50, 111 ель, окоренная до 20, IV ель неокоренная, V сосна неокореаная
Это объясняется тем, что заболонь, расположенная непосредственно у поверхности испарения ствола и более влажная, быстрее отдает свою свободную влагу. Влажность же ядра или спелой древесины очень близка к точке насыщения волокна 25 30, т. е. состоит главным образом из влаги, связанной со стенками клеточек имбибиционной, и потому при высыхании древесины на открытом воздухе в естественных условиях испаряется труднее и медленнее.
Продолжительность сушки тем больше, чем больше удельный вес древесины. Кроме того испарение влаги идет гораздо быстрее до 70 с торца, чем с боковой поверхности, а еще быстрее через крону, поэтому при валке деревьев полезно отделять крону от ствола не сразу, а спустя некоторое время через 8 10 дней, чтб снижает довольно значительно первоначальную влажность на 5 8. На фиг. 1 дана диаграмма хода сушки дерева в бревнах в зависимости от способа заготовки бревен в коре целиком или с окоркой 2.
Валка леса обычно распадается на следующие этапы: а отделение ствола дерева от пня путем срубки топором или отпиливания под корневую
® По данным Экмана Швеция, см. Е к ш a n, Handbok iskogsteknologi.
S8S
А. М. БАРАКС
шейку; б очистка ствола от сучьев и коры;
в разметка и разделка ствола на деловые сортименты и дровяную часть; г сортировка разделанной на сортименты древесины; клеймение деловой части и подготовка к транспорту.
а Отделение ство л а
Отделение ствола производят при помощи пил с подрубкой или подрезкой ствола. Повал леса производят параллельно границам лесосеки; при этом оси поваленных стволов' стараются расположить параллельно друг другу, не допуская перекрещивания стволов и сохраняя направление комлей в сторону линии подтаскивания или вывозки.
Отделение ствола только топором давно оставлено из-за большой потери древесины в наиболее ценной комлевой части ствола и неровности линии среза, что представляет неудобство при дальнейшей разделке древесины; подруб топором на линии валки также дает потерю древесины, поэтому наиболее рациональна выпиловка клиновидного сухаря пилой.
Фиг. 2. Одноручпая пила Компис
Для этой цели применяются пилы: двуручные, одноручные ножовки или лучковые при тонком или мелком лесе. Зубья пил имеют заточку и развод для распиловки поперек волокон и обязательно выносные зубья черев каждые 10 15 рабочих зубьев. В отличие от рабочих эубьев выносные зубья имеют прямую, а не косую заточку, а высоту несколько меньшую, чем рабочие зубья на 1 2 мм. Как показал опыт, при минимальной величине развода 0,46 лш пила в процессе пиления не заедается, легче выносит опилки и дает бблыную производительность не менее как на 15.
В насаждениях средней толщины по диаметру 24 28 см на высоте груди удобно пользоваться одноручной пилой типа Компис фиг. 2 с пружинами, растягивающимися при холостом ходе пилы и сжимающимися при рабочем ходе, что сильно облегчает труд лесоруба. По нашим и шведским наблюдениям производительность труда при работе повышается на 80 и выше, несмотря на дополнительную затрату времени на установку и закрепление пружины. Кроме ручных пил существуют и находят себе применение моторные пилы.
Моторные пилы по конструкции пильного полотенца делятся на два типа: 1 хвостовые пилы фиг. 3 и 2 цепные пилы фиг. 4.
В хвостовых пилах полотенце в виде ножрвки закрепляется своим основанием на шатуне или пальце кривошипа приводного вала и приводится в движение от двигателя внутреннего сгорания или электромотора. Моторные пилы этого типа
Фиг. 3. Хвостовая пила лисий хвост
применяются главным образом на лесных биржах для раскряжовки.
Цепная пила представляет собой бесконечную звеньевую фрезерную цепь, натянутую между двумя звездочками шкивами, из коих ведущая получает свое движение от рабочего вала двигателя внутреннего сгорания. Несмотря на ряд удачных конструктивных решений в отдельных моделях приводных механических пил и высокую рабочую производительность, всем им присущи следующие недостатки: а сравнительно большой вес и громоздкость; б высокий процент потерь рабочего времени, падающий на перенос пилы от дерева к дереву; в затруднительность установки, особенно в зимнее время; г частые поломки приводного механизма и разрыв цепных пил;
д высокая амортизация при коротком сроке службы; е необходимость иметь квалифициро-
Фиг. 4. Цепная пила переносная
ванную бригаду слесарей и мотористов, что затруднительно при работах в лесу.
Произведенные опыты широкого применения моторных пил при валке леса показали низкую их производительность 40 45 против обыкновенной двуручной поперечной пилы.
ЗАГОТОВКА, ХРАНЕНИЕ, ТРАНСПОРТИРОВКА И СУШКА ДЕРЕВА
889
б Очистка ствола
Очистка ствола от сучьев производится топором вручную. Лучшие результаты дают окорочные топоры особой формы и специальной заточки лезвия. Щеки окорочного топора имеют сферическую заточку, выпуклое лезвие и несколько больший вес, чем плотничный топор. Окорочный топор утяжеляется главным образом за счет более массивного обуха, которым часто пользуются при обломке сучьев. Такой топор легко врубается в плотную сучковую древесину и не заедается при ударе.
Очистка ствола от коры окорка является почти непременным условием при заготовке строевой древесины, причем некоторые породы, например сосна, окориваются целиком, а ель частично, полосами. Окорка предусматривает лучшую сохранность и более быстрое высыхание, древесины при хранении на лесных промежуточных складах, что важно как для железнодорожного транспорта, так и при сплаве повышенная плову честь древесины.
При соблюдении правил дальнейшего хранения под навесом для предохранения от выщелачи вания еловая кора может быть при окорке использована как сырье-дубитель.
в Разметка и разделка ствола на сортименты
При заготовке строительного леса разметка ствола на деловую и дровяную части и подразделение деловой части ствола на отдельные сортименты имеют первостепенное значение.
Строительный лес для общих целей заготавливается бревнами согласно ОСТ 92, заготовка же специальных сортиментов, например для длинных элементов некоторых инженерных сооружений мачты для линий высокого напряжения, ведется длинномером и даже хлыстами вне обычных размеров ОСТ. Из всех возможных к заготовке длин размеры 6,5 и 9,5 м наиболее удобны для погрузки на одиночные железнодорожные платформы. Разметка бревен производится обычно специальными разметчиками-бракерами сразу же после очистки ствола от сучьев и коры. При разметке добиваются повышенного процента выхода наиболее ценных сортиментов согласно примерной спецификации бревен, выдаваемой бракеру перед заготовкой в виде ведомости. Для этого прежде всего обращается внимание на наличие в древесине пороков и обязательно вырезается брак фаут так, чтобы из здоровой части ствола можно было получить нормальный или кратный по длине сортимент. При здоровой древесине главное внимание обращается на прямизну ствола и закомелисхость.
При разметке употребляются следующие инструменты: 1 стальная мерная лента тканая
лента портится от атмосферных влияний при работе в лесу на открытом воздухе, 2 мерная скоба, 3 крючок вилка, 4 крюк аншпуг для легкого и быстрого переворачивания хлыстов вокруг оси при осмотре, 5 клейма-молотки и 6 легкий топор для разметки хлыста путем зарубки линий разреза на отдельные сортименты. Замер хлыста по диаметру на толщину бревна производится вилкой или скобой с точностью до 1 см по линии верхнего отруба. Замер произведенных работ учитывается с кубометра пова
ленной и разделанной на сортименты древесины К
г Сортировка древесины
Сортировку бревен лучше всего производить, на промежуточных складах вблизи валки леса, чтобы своевременно обнаружить брак и не переплачивать на транспорте древесины, заведомо негодной как строевого материала. Сортировка и браковка срубленной древесины производятся, согласно ОСТ 608, 609, 610 и 2618 в зависимости от характера заготовки и назначения древесины1 при дальнейшей переработке. Дровяная частьхлыста и фаут должны разрабатываться и транспортироваться отдельно от деловой древесины.
Небрежность разметки и предварительной сортировки древесины в процессе заготовки в лесу является причиной крупных ошибок и недоразумений, ведущих к потере наиболее ценной частиствола. Ввиду этого бракеры-разметчики должны знать не только пороки древесины, но и технические требования, предъявляемые к заготовляемой древесине.
2 Лесной транспорт
а Подтаскивание
Лесной транспорт начинается с подтаскивания бревен или хлыстов к пунктам погрузки и точкам сплава. Подтаскивание трелевка в настоящее время в достаточной мере механизировано.
При массовой заготовке древесина подтаскивается к линии трассе вывозного пути при помощи воротов и лебедок тросами, причем лесоматериал может подтаскиваться: 1 волоком
по эемле, 2 полуподвесным способом и 3 подвесным способом воздушные канатные дороги. Лебедки приводятся в действие конной или паровой тягой или при помощи двигателей внутреннего сгорания и, гораздо реже, электромоторов.
Лебедка ворот устанавливается на линии вывозного пути или в непосредственной его близости. Процесс подтаскивания бревен идет по радиусам окружности предельной длины троса сообразно мощности лебедок и системе подтаскивания. При подтаскивании волоком по земле радиус подтаскивания колеблется в пределах 30 50 м, по снегу 60 100 ж.Если водило, к которому припрягается лошадь, непосредственно закреплено на оси ворота, то барабаны ворота монтируются на вертикальной оси, если же конный привод имеет зубчатое сцепление барабаны устанавливаются горизонтально, что дает некоторое преимущество при навивании и разматывании троса. Каждый барабан в отдельности имеет с рабочей осью храповое сцепление на муфте, благодаря чему для захвата новой порции бревен фиг. 5 независимо от вращения рабочего вала трос может сматываться вручную или конной тягой.
Подъемная сила ворота с конным приводом при волочении бревен по земле может быть доведена до 800 кг, т. е. примерно эа один раз: ворот может подтащить около 1 ж® древесины.
Для полного охвата площади круга при установке ворота необходимо периодически разворачивать станину ворота по кругу, ибо при одном
1 Обмер замеренной древесины учитывается по объему на основании таблиц объема Крюденер-Турского ОСТ 7,
90
А. М. БАРАКС
положении станины ворота каждый из барабанов охватывает площадь, соответствующую центральному углу не более 60.
Двухбарабанные вороты работают одновременно по обе стороны от линии вывоза. При средних запасах древесины в наших лесах двухбарабанный ворот работает на одном месте 6 8 час.
скорость вращения барабанов соответствует скорости движения троса 0,5 0,7 мсек.
При установке лебедок с механическим приводом радиус действия лебедки в зависимости от запасов древесины составляет от 125 до 175 м. В этом случае лебедка при наличии паровой тяги монтируется на общей станине с двигателем и
. ТягоОой трос
Фиг. 5. Лебедка для подтаскивания бревен к линии вывозного пут
Если ворот смонтирован на платформе-санях, перестановка его совершается или путем перекатывания по линии лежневой дороги или железнодорожного пути или путем подтаскивания ворота вдоль линии вывоза. Перестановка ворота
котлом. Производительность механической приводной лебедки необходимо согласовывать с наличием запасов срубленной древесины, иначе частые перестановки сведут на-нет высокую производительность лебедки.
на новое место на расстоянии 30 60.м с укреплением станины на мертвяки тросовыми растяжками для устойчивости ворота при подтаскивании бревен и перекрытие конного хода вокруг лебедки переносными щитами занимают
2 часа. Полный цикл времени одной установки ворота колеблется в пределах от 8 10 час. Диаметр троса при работе конным приводом равен 6 8 мм.
Для увеличения мощности и производительности ворота барабаны соединяют при помощи губчатого сцепления с осью лебедки, причем
При крупных и тяжелых агрегатах на той же станине устанавливается вторая лебедка для перетаскивания агрегата с места на место и для погрузки подтащенных бревен на платформы вывозной линии.
Удлинение базы подтаскивания бревен и пе ресеченный рельеф мест заготовки часто вызывают необходимость вамены метода подтаскивания бревен полуподвешенным способом.
При подтаскивании полуподвешенным способом требуются предварительная разбивка сети поддерживающих тросов, почвеска канатных тележек с блоками-роликами и подвеска тягового троса. Существует несколько систем разбивки тяговой сети: Лиджервуд фиг. 6, Мак-Ферлан фиг., 7, Дуплекс фиг. 8, Нордбенд фиг. 9 и др. Отличие этих систем друг от друга заключается в методах крепления поддерживающего троса внизу у пней или вверху на стволах оставленные специально для этой цели деревьев и конструктивными деталями тележек и блоков. Натяжение поддерживающего троса осуществляется при помощи лебедки и закрепляется в натянутом положении прихватками специальной конструкции. Приведенные схемы поясняют основные принципы разбивки.
В горных лесах применяется подвесной способ подтаскивания бревен воздушно-канатные до роги упрощенного типа, как например ординар
ЗАГОТОВКА, ХРАНЕНИЕ, ТРАНСПОРТИРОВКА И СУШКА ДЕРЕВА
ная система Nestos фиг. 10, и двойная система Double skyline si4tem фиг. iij.
Вое перечисленные выше способы подтаскивания бревен применяются в лесах со значительными запасами, как это имеет место например в Запад-
Фиг. 8. Система подтаски Дуплекс
ных штатах США. В наших условиях гаготовки леса наиболее пригодны: ворот с двумя барабанами и простая лебедка с двумя или тремя барабанами и g двумя тросами, действующими попеременно.
Погрузка подтащенных бревен на платформы осуществляется при помощи блоков-укосин, дерриков или козловых кранов. Во всех случаях трос приводится в действие конной тягой или от той же приводной лебедки.
б Современные виды сухопут ного лесного транспорта
При применении конной тяги в условиях непрерывности вывозки неебходимо иметь постоянно действующие вывозные пути независимо от времени года. Наиболее легко осуществимый тип дорог лежневая дорога. Лежневые дороги фиг. 12 представляют собой простейший тип рельсового пути, который, как правило, не тре
бует земляных работ при устройстве полотна и балластировки верхнего строения пути, так как обычно вместо насыпей ив части срубленной древесины выкладываются эстакады на клетках.
Фиг. 11. Воздушно-канатная дорога двойной системы Дубльскай
Рельсы лежневой дороги делаются из подтоварника без изменения его профиля. Деревянные рельсы лежни крепятся деревянными на-
Фиг. 12. Лежневая дорога с конной тягой
гелями к шпалам главным образом в стыках и соединяются между собой косым или прямым вамком. Длина лежней соответствует наиболее ходовой длине строительного леса 6,5 м.
I
1 ЯР'Стрелка „лгппттгъ
УТ
Фиг. 13. Схема разбивки путей лежневой дороги с двухзвеньевой шарнирно-скользящей переводной стрелкой. Лежни длиной 5,5 м от стыка до стыка
Предельный подъем в грузовом направлении
0,010; минимальный радиус закругления 50 м, в конечных пунктах 30 м; наиболее выгодная ширина колеи 1,20 м. После окончания вы
892
А. М. БАРАКС
возки материал лежневой дороги идет в дело клетки эстакады или на дрова верхнее строение пути. Никакой специальной обделки лееоматериала, идущего на постройку дороги, кроме окорки верхней поверхности лежней, обра 1ки стыков и сверления дыр под нагель не требуется. Схема разбивки путей и стрелки видны на фиг. 13, конструкция подвижного состава на фиг. 14. Расстояние между боковыми линиями определяется диаметром действия трелевочных лебедок, т. е. 60 120 м. Главные вывозные магистрали строятся обычно по двух
Фиг. 14. Простейший тип лежневой тележки широкой колеи 1,20 м при конной тяге. Грузоподъемность 3,5 т, колеса деревянные двухребордные
путевой системе на расстоянии 250 300 м одна от другой. Ориентировочный подсчет показывает, что на 1 км лежневой дороги падает при этом около 1 000 мг древесины, подлежащей вывозке.
Наиболее совершенным типом лежневых дорог является система Видегрена, где конная тяга заменена специального типа автовозом фиг. 15. Особенностью подвижного состава этого типа являются колеса на резиновом бандаже,, тогда как при простейшем типе деревянных колес бандаж делается желобчатым двухребордным. При перевозке зимой конной тягой у вагонеток
дороги могут быть использованы как ледяные путем оледенения колеи между лежнями.
Конная тропа между лежнями делается шириной 60 см. Оледенение лежневой дороги выгодно при усилении вывозки, так как плотность движения может быть увеличена при одном и том же конском составе в 2,5 3 раза.
В отдельных случаях лесовозный транспорт может быть осуществлен исключительно в зимнее время при помощи ледяных дорог. Фиг. 16
■’''ii
’400- У
40 ¥111
PN
■-100-
Фиг. 16. Типы оледенения колеи ледяных дорог: 1 сплошное оледенение, 2 для саней и 3 для трактора и саней
показывает типы оледенения колеи дорог: 1 сплошное, 2 для саней и 3 для трактора и саней. Устройство ледяной дороги сводится к подготовке полотна с теми же предельным подъемом и закруглениями, как и для лежневых дорог путем уплотнения снегового покрова катками, вырезки колеи под полоз грузовых саней и оледенения колеи многократной поливкой.
В результате такой операции образуется как бы ледяной желобчатый рельсовый путь, по
Фиг. 15. Лежневая дорога с механической тягой система
Видегреяа
простейшего типа колеса заменяются половками с желобчатым профилем. Грузоподъемность вагонетки 3,5 м3 древесины и больше. Одна лошадь при хорошем состоянии пути летом свободно везет одну вагонетку, зимой на полозках в морозы две вагонетки. Скорость перевозок 4 6 кмчас в грузовом направлении и 10,0 KMjnac в порожнем. На магистральных линиях через каждые 6 8 км следует устраивать оборотные конюшни. Подвижной состав требуется иметь в тройном количестве против установленной цифры перевозки ва день. При конечных пунктах выгрузки и на конных станциях необходимо достаточное развитие запасных путей под порожняк. В зимнее- время лежневые
Фиг. 17. Водяной лоток с уклоном 0,002 0,003 для лет ней транспортировки бревен
которому скользят половья грузовых саней соответствующих ширине колеи и предельной нагрузке.
Тяга может быть конной или механической, например при помощи тракторов, лучше, на гусеничном ходу. На коротких расстояниях до' 6 км следует применять конную тягу, которая в этих случаях дешевле механической.
Как разновидность ледяной дороги при благоприятном рельефе может быть устроен ледяной
ЗАГОТОВКА, ХРАНЕНИЕ, ТРАНСПОРТИРОВКА И СУШКА ДЕРЕВА
93
желоб, куда непосредственно сбрасываются бревна и транспортируются самотеком при уклоне свыше 0,012 или конной или тракторной тягой связанные цепями, гуськом. В летнее время при среднем уклоне 0,002 0,003 очень хорошо работают водяные лотки фиг. 17 при условии, если имеется резервуар в голове транс-
Фиг. 18. Однорельсовая подвесная железная дорога жесткого типа системы Диканского
но невелик, удобны лесоспуски. Последние представляют собою плоский, деревянный сухой желоб, устроенный из пластин или подтоварника с плавным уклоном. На лесоспусках бревна движутся под влиянием собсгвенного веса фиг. 20. В конце пути для уменьшения скорости движения устраиваются тормозные площадки с выведением уклона желоба на ,горизонтальный участок и подъем, а также путем подвешивания за один конец тормозных брусьев над желобом.
в Сплав леса
Наиболее дешевым видом лесного транспорта является сплав леса. Сплав леса по естественным водным путям в зависимости от длительности сплава и глубоководности водяного потока производится молем россыпью, плитками, гонками, однорядными и многорядными плотами.
В пределах одной водной системы часто применяется смешанный сплав вначале молем, в конце однорядными или многорядными плотами. При переходе с одного вида сплава на другой в удобных местах чаще всего в устьях водных притоков устраиваются на воде специальные сортировочные устройства запани.
При молевом сплаве древесина идет беспорядочной массой, самотеком и работа заключается
портирующего сооружения, достаточный для обеспечения на время сплава постоянного расхода воды от 0,75 до 2,0 мсек. При достаточной плотности движения при коэфициенте полезного заполнения лотка в 0,7 этот вид транспорта является наиболее дешевым.
Фиг. 19. Облегченная воздушно-канатная дорога системы Лиджервуд; подтаска через холм
К более сложным видам лесного транспорта следует отнести однорельсовые подвесные железные дороги жесткого типа например системы Диканского, фиг. 18. Такой транспорт рентабелен только при механической тяге автовозы Стоимость таких дорог значительно выше стоимости
лежневых и страдает от недостаточной прочности конструкции подвижного состава. Кроме того на слабых почвах самый путь быстро приходит в расстройство, что дол
Фиг. 20. -Спуск бревен под влиянием собственного веса на лесоспусках; схема
жно быть учтено при его постройке.
В горных лесах на магистральных вывозных путях наиболее целесообразно применение воздушных канатных дорог типа Блейхерта и др., более облегченных Лиджервуд фиг. 19. Стоимость канатных дорог очень высока. Аммортивационный срок каната от 3 до 5 лет. В тех же горных лесах, где грузооборот сравнитель-
Фиг. 21. Запань для задержки сплавляемой древесины;
общий вид
главным о бравом в срывке древесины в воду при паводке и в контроле над проплывом ее, т. е. в своевременном разборе ваторов заломов и отталкивании застрявшей древесины от берегов и на отмелях так называемая зачистка хво ста.
В местах приплыва древесины к конечному пункту сплава устраивается коренная запань, служащая для задержки всей приплавляемой древесины на плаву и для постепенного пропуска ее черев вапанные ворота в сортировочные дворы для сплотки древесины в плитки, гонки и плоты. Запань фиг. 21 представляет собой пловучие мостки, составленные по ширине ив нескольких бревен, число которых вависит от быстроты весеннего потока и количества сплавляемой древесины от 3 до 12 бревен в ряд. По ширине мостков бревна свявываются цепями, тросом или спла
894
А. М. БАР А КС
чиваются деревянными шпонками постоянная вапань; отдельные мостки связываются по длине цепями или тросом. Таким образом получается пловучий звеньевой мостик, который заводится от одного берега до другого и на мертвяках кустовых сваях, забитых в береговой грунт укрепляется неподвижно тросами с берегов, а на воде удерживается тросами на якорях.
Фиг. 22. Пловучие мостики-боны, образующие сортировочный двор
На реках с особенно быстрым течением вдоль линии запани набивают кустовые сваи замки или устанавливаются ряжевые устои. В этих случаях коренная запань крепится тросами эа сваи и за ряжи на плаву. Ворота в запани устраиваются путем затопления одного или двух звеньев аапани при помощи дополнительной накатки древен на соседние эвенья ваиани или расчалкой отдельных звеньев вапани на якорях. Глубина ватопления ворот находится в зависимости от наибольшего диаметра бревен проходимых через ворота, и равна обычно 1,5 диаметра наиболее толстого бревна. Поверх затопленных звеньев перекидывается мостик на клетках. Все сооружение для прочности перевязывается тросом. Ниже вдоль по течению, против ворот, отступя на двойную длину бревна, протягиваются так называемые боны, т. е. более узкие пловучие мостки 3 5 бревен фиг. 22. Боны располагаются на якорях вначале веерообразно, а затем параллельно, образуя таким образом сортировочные дворы. Площадь водной поверхности дворов зависит от ожидаемого среднесуточного прохода бревен, считая в среднем на одно бревно от 21а до 3 м водной поверхности.
Бревна сплач виотся в конце сортировочного двора в кошелях или прогоняются дворами к береговой причальной линии и сплачиваются там. Сплотка производится вручную или механизированным путем. Ручная сплотка производится при помощи жердей поворин и виц распаренных и скрученных в жгут стволиков молодой елки. Поворник накладывается перпендикулярно оси сплачиваемых бревен поверху, ближе к торцам. Из виц делаются кольца серьги, которые заводятся кругом двух соседних бревен, продеваются и накладываются петлей на поворину, где и эатягиваются пришиваются к поворине клином, забиваемым между пивориной
и стягиваемыми бревнами. Полученный таким образом однорядный плот чаще всего называется плиткой.
Плитки по длине соединяются в звенья-плоты при помощи таких же виц и коротких жердей схваток опять-таки под клин, так что получается полужесткое шарнирное сцепление- плиток, позволяющее проводить плоты по извилистому фарватеру.
Плоты по мере уширения русла водного пути соединяются параллельно по ширине плиток, а также и в длину. Получаются таким образом гонки, или возы. На передней и задней плитке гонки при самосплаве устанавливаются гребные весла, вытесанные из подтоварника. В случае буксировки за пароходом плоты сверх обычного крепления обносятся шлагуются снастью пеньковой или мочальной или тросом кругом и по середине плиток вдоль плота для большей прочности и зачаливаются снастью или тросом на буксир. Многорядные плоты составляются и вяжутся последовательно ряд за рядом накатываемых бревен на однородные плитки поддон, которые по окончании сборки и вязки соединяются в плоты, так же как и однорядные плоты, разница только в толщине виц, схваток и снастей. Этот способ сплотки требует громадного количества прислужного леса.
Ручной способ вязки плотов отличается медленностью и малой производительностью, поэтому на смену ручной сплотке постепенно внедряется механизированная, пучковая сплотка.
Пучковая сплотка заключается в том, что многорядные плоты вяжутся не из отдельных бреI е г, а из пучков, перевязанных проволокой при помощи специальных сплоточных станков. Существует несколько систем сплоточных станков. Наиболее прост, но отличается высокой производительностью станок системы Лебедева фиг.
Фиг. 23. Сплоточный станок системы Лебедева для пучковой сплотки
23. Этим станком вязка пучков производится следующим образом. Бревна из сортировочного двора направляются в приемник сплоточного станка параллельно ряду прижимных свай. По заполнении приемника определенным количеством бревен в зависимости от диаметров, кубатуры и максимально допустимой осадки пучка бревна набираются в двойную петлю троса, у которой один конец закрепляется в мертвую на прижимных сваях, а другой сращивается с тяговым тросом, идущим к вороту с конным приводом или механической приводной лебедкой. При пуске тягового троса бревна гонятся петлей к прижимным сваям и собираются в пучок до отказа. По остановке ворота или лебедки образовавшийся пучок обвязывается проволокой в двух или трех местах в зависимости от длины бревна до 6,5 м две вязки.
ЗАГОТОВКА, ХРАНЕНИЕ, ТРАНСПОРТИРОВКА И СУШКА ДЕРЕВА
895
По окончании перевязки тросу дают обратный ход и пучок бревен проплавляется в бассейн для сплотки в плитки. Ошлаговка плиток при сборке в плот производится снастью.
В озерных бассейнах древесина проводится или кошелями или моторньщ ботом варповальной лодкой. Кошель представляет собой иловучий подвижной бон в виде открытой петли, куда набиваются бревна на плаву, после чего концы кошеля зачаливаются тросом на буксире пароходом. Таким образом бревна проводятся через водные бассейны.
Организация сплава зависит от его продолжительности и скорости, а также протяженности, характера берегов и фарватера и принятого способа сплава. Особенной четкости требует молевой сплав ввиду ограниченности срока сплава иногда несколько дней.
Нормальная постановка сплава требует телефонно-диспетчерской связи во избежание заторов сплошное перекрытие русла реки сплавляемой древесиной, еще не потерявшей способности двигаться по течению, но сильно затрудняющей управление сплавом и заломов заторы, потерявшие способность двигаться, сопровождаемые нагромождением бревен и нередко забивкой ими водного русла до дна. Заторы и особенно заломы грозят не только срывом календарных сроков, но и полной приостановкой и невыполнением сплава. Прием строевого леса ввиду его громоздкости и больших объемов при массовой обработке древесины выгоднее производить со сплава в целях дешевизны транспорта, удобства приемки, сортировки и выгрузки и для сохранения качества древесины, которая, находясь в воде в переувлажненном состоянии, не подвергается гниению, червоточине и растрескиванию.
вальная моторная лодка, снабженная аварий ным реквизитом: якорями, снастями или тросом, баграми или спасательными принадлежностями. Назначение призапанка задерживать при аварии с плотами разбойный лес, т. е. распущенный в моль.
Установку привапанка на фарватер реки и обратно производит варповальная лодка, она же перехватывает до плаву аварийные плитки
Фиг. 24. Сплавной канал сортировочного двора
и плоты и прибуксировывает их к берегу. Плит ка, доставленная к горлу береговой вапани, расшивается в моль, и отдельные бревна проходят окончательную сортировку на воде для выгрузки на берег на гору или для непосредственной подачи в бассейн лесопильного завода на распиловку.
8 Выгрузка, сортировка и хранение древесины
9 Выгрузка
Со сплава древесина может поступить молем или в плотах к лесопильному заводу. В обоих случаях для приема древесины устраиваются речная и береговая запани с сортировочными дворами и выгрузочным оборудованием. Речная вапань обычно устраивается на несудоходных водных путях, где древесину можно сплавлять молем. Устройство вапани сортировочными дворами аналогично вышеописанной приемной запани для сплотки древесины. Разница в том, что сортировочный двор заканчивается сплавным каналом фиг. 24 в виде рукава, ограниченного бонами и направляющего всю древесину ив сортировочных дворов в рассортированном виде к приемной выгрузочной площадке. Береговая вапань, как показывает название, вытягивается вдоль берега выше по течению приемной площадки главным образом на судоходных реках, где вапрещен сплав молем, и древесина поступает к ваводу в плотах или гонках. В этом случае весь прибывающий лес эачаливается к береговой линии причала плотов выше по течению от береговой вапани. Гонки и плоты по мере надобности расшиваются на плитки и последние самоплавом или буксиром доставляются к горлу береговой вапани фиг. 25.
У горла вдоль по течению на случай аварии е плотами должен стоять наготове так называемый призапанок или пловучий бон и варпо-
Фиг. 25. Доставка плиток самоплавом или буксиром к горлу береговой запани
б Сортировка
Сортировка бревен на воде перед подачей в распиловку или перед выгрувкой на берег для выкладки в штабеля временного хранения для вимней работы лесопильного завода является обязательным условием правильно поставленного биржевого хозяйства.
В лесозавод древесина должна подаваться в полном соответствии с технологическими требованиями, предъявляемыми к сырью-бревнам при распиловке их на лесопильных рамах. Лесопильная рама всегда пилит бревно по установленному в пильной рамке поставу,, т. е. набору пил. Каждый постав при расчете на максимальный выход пиломагериа-
896
А. М. БАРАКС
лов требует вполне определенных дйаметров бревен; нормально предельное колебание диаметра бревен на постав 2 см. Постав нормально ' дует менять только по истечении 3 4 час. раббты рамы, т. е. когда наступает затупление пил. Поэтому количество сортировочных каналов у береговой запани должно соответствовать числу ступеней толщины бревен, сплачиваемых нормально в одну плитку 3 4 двора, плюс запасной двор, куда направляется вся древесина, не укладывающаяся по толщине к подаче в тот или иной сортировочный двор. При подсчете потребной водной поверхности сортировочных каналов и всего сортировочного двора необходимо знать производительность лесопильного завода и производительность выгрузочных устройств. Нормально для свободы маневрирования с бревнами на воде при подаче под выгрузочные механизмы бревнотаски на одно бревно требуется 3 4 м2 водной поверхности. Общая площадь сортировочных устройств должна равняться полуторасменной работе завода плюс полуторасменная производительность береговых бревнотасок, подающих древесину на берег в штабеля. Ширина сортировочных дворов не должна быть уже полуторной длины приплавляемых бревен на случай необходимости поворота бревна на 180 по оси для подачи под механизмы в нужном направлении.
Если позволяют местные условия, лучшим методом хранения бревен для зимней распиловки на лесозаводе является хранение под водой в штабелях. Основание штабеля в этом случае делается из однорядной плитки, на которую
Фиг. 26. Цепная бревнотаска
последовательно накладываются бревна ряд за рядом вручную или при помощи пловучих лесокаток.
Хранение бревен под водой имеет следующие преимущества:
1 предохраняет древесину от усыхания и растрескивания;
2 не дает синевы, т. е. поражения древесины грибками;
3 не дает бревнам вимой промерзать;
4 облегчает сортировку бревен по размерам при укладке в штабеля.
При выкатке бревен на берег их укладывают в штабеля на специально отведенном месте С-'
Фиг. 27. Бревенная биржа; слева штабеля бревен, справа продольная береговая бревнотаска
бревенной бирже. В штабеля бревна подаются также рассортированными по породам и размерам при помощи механических бревнотасок.
Существуют три типа бревнотасок:
4 Пловучие бревнотаски, где бреЬна поднимаются тросами при помощи лебедки.
2 Цепные бревнотаски, или поперечные элеваторы фиг. 26.
Эти два типа бревнотасок применяются в случае низких берегов и мало изменяющегося уровня воды в сплавном водном бассейне.
3 Продольные цепные элеваторы или береговые бревнотаски. При крутых и удаленных от воды береговых откосах, при сильно меняющихся уровнях горизонта воды применяется исключительно этот тип.
Для успешности и правильности распиловки необходимо иметь бревна, чистые от ила, песка и грязи, для чего перед выкаткой их необходимо обмывать сильной струей ив напорного водопровода давление до 4 атм. Впрочем обмывка чаще делается перед подачей бревен в лесопильный амбар.
Высота штабелей бревен в разных случаях различна: при укладке вручную с гужа бревна укладываются в три-пять рядов на подкладках; при укладке при помощи бревенных элеваторов штабеля могут быть высотой до 11 м фиг. 27. При больших высотах нижние ряды бревен на прокладках деформируются и дают при распиловке брак отдулины.
в Правила укладки и хранения бревен в штабелях
1. Лучшим способом является хранение бревен под водой.
2. Вода водного бассейна предпочтительна слабо проточная или чистая стоячая, незацветающая.
3. Дно водного бассейна должно быть ровное, каменисто-песчаное, но не илистое, не заливае
ЗАГОТОВКА, ХРАНЕНИЕ, ТРАНСПОРТИРОВКА И СУШКА ДЕРЕВА
897
мое течением и свободное от повреждения ледоходом и паводками, не глубже 10 м.
4. Бревна штабелюются или в клетку последовательным накатом или параллельными рядами между кустами свай.
Примечание. Накат бревен при штабелировке доводится до поверхности воды с накатом поверх водной поверхности одного дополнительного ряда бревен.
5. При укладке бревен на сухопутной бирже раэбивка фундаментов должна предусматривать длину оси штабеля не свыше 100 л, расстояние между штабелями не менее 2 м и наличие пожарных проездов черев каждые 150 м фронта передней линии биржи.
6. Основание фундаментов должно быть построено на стелажах высотой не менее 35 см от поверхности земли до нижней поверхности бруса, причем взаимное расположение последовательных рядов фундаментных брусьев должно иметь воздушные продухи, расположенные между внутренними и внешними рядами бревен, не менее 50 см.
зательно с подветренной стороны господствующих ветров во избежание заражения остальных здоровых штабелей. Распиловку подозрительных на синеву бревен следует производить при температуре наружного воздуха не выше 4 Ц,
Бревна подаются в лесопильный завод через бассейн, в который в зимнее время поступает теплая конденсационная вода от силовой станции или отработанный пар.
Бассейн может быть на одном уровне с горизонтом водного пути или выше его. В первом случае бассейн в зимнее время изолируется от реки шлюзом, во втором случае бревна подаются летом продольной бревнотаской, а эимой чаще всего при помощи волокуши. Волокуша бесконечная цепь, проходящая черев деревянные барабаны большого диаметра 1,5 л, стоящие на поворотных пунктах; цепь приводится в движение лебедкой. В бассейн бревна доставляются при помощи подхваточиых цепей, причем бревна волочатся непосредственно по уплотненному снежному или ледяному желобу.
Фиг. 28. Станок с циркульной пилой типа Тгорнер
7. Бревна длиной 4 м и менее должны складываться в двойные штабеля с расстоянием между двумя штабелями не менее 2 м нормально 5 м.
8. Желательно складывать бревна с прокладками толщиной 6 7 см, но в виде исключения они могут складываться и без прокладок. Прокладки должны быть из отесанных жердей подтоварника, сухих и вполне здоровых и обязательно пропитанных маслянистым антисептиком. При разборке штабелей прокладки должны складываться под навесом и охраняться от загнивания.
9. Высота штабелей зависит от способа выкатки бревен и может доходить до 11,0 л в головной части штабеля при укладке бревен на прокладках с уклоном в хвостовой части в 2.
10. Все деревянные части фундаментов не менее одного раза в год весной необходимо смавывать дезинфицирующим раствором.
11. Вершины бревен при укладке на прокладках должны быть обращены в каждом ряду в одну сторону.
12. При укладке бревен в плотные штабеля прокладки толщиной 10 12 см должны быть на расстоянии не более 0,6 м ряд от ряда.
13. Подозрительные на синеву и гниль бревна должны складываться на бирже отдельно и обя-
4 Первичная обработка древесины
а Общие сведения
Из бассейна бревна подаются на распиловку в лесопильный амбар лесозавода. Лесопильный завод как отдельное предприятие состоит ив:
а склада биржи бревен; б лесопильного цеха амбара, где собственно и происходит распиловка бревен на пиломатериалы; в раскройного цеха для разделки пиловочной мелочи рейка, брусок, планка, клепка и т. п.; этот цех территориально часто находится в лесопильном амбаре, но на крупных лесопильных заводах может быть выделен в отдельном вдании; г сортировочной площадки, если лесоаавод имеет больше двух лесопильных рам; д сушильного хозяйства, если пиломатериалы выпускают в лесозавода транспортной или производственной сухости;
е склада навеса для пиломатериалов и биржи пиломатериалов или открытого склада.
В случае использования отбросов при лесопильном заводе организуются так называемые утилизационные цеха. Назначение и характер последних могут сильно отличаться друг от друга и в отдельных случаях вырастать до размеров предприятия гидролизный завод, вавод пластмасс и т. п.
898
А. М. БАРАКС
б Основное оборудование левопильного завода
Бревна могут быть распиливаемы на циркульных, рамных или ленточных пилах. Выбор то г' или иного основного оборудования вависит oi-Цели и назначения распиловки бревен для нужд строительства.
1. Бели строительство нуждается главным образом в брусьях, а не в досках, лесопильный завод - может быть оборудован только станками с циркульными пилами типа Тюрнер, модель моменского машиностроительного завода Механик фиг. 28, так как производительность
Фиг. 29. Лесопильная рама
этих станков выше рамных и ленточных пильных станков и станки эти вполне пригодны для целей обрусовки бревен.
Лесопильный цех в таких случаях очень упрощается и сводится к простому навесу-шатру, где и размещаются станки завода Механик отдельными потоками. Получаемый при обрусовке отход в виде лафета и горбов может быть пропущен через вспомогательные станки: ребровый, реечный и поперечно-пильные, для получения мелочи: опалубочного теса уцкотт, планки, рейки и штукатурной дранки пиленой. При такой организации лесопильного завода часто выпадает сушильное хозяйство и строительный материал сушится на бирже естественной, воздушной сушкой.
2. Если лесопильный вавод предназначается для распиловки разнообразных строительных материалов, чаще всего у нас в Союзе основным
станком в лесопильном амбаре является лесопильная рама фиг. 29. Лесопильные рамы устанавливаются в один ряд или в два ряда в шахматном порядке, причем бревна при проходе через раму распиливаются либо сраэу в развал либо за два прохода через раму. При распиловке в развал бревна распиливаются пакетом пил, собранных в постав и натянутых жестко при помощи клиньев или особой конструкции затяжек в пильной рамке, имеющей возвратнопоступательное движение. Первый проход бревна через раму называется брусовкой и дает в результате распила так называемый голландский брус и необрезной пиломатериал как отход от бруса в виде необрезных досок или горбылей. Второй проход обычно дается на другой раме, установленной во втором ряду. Такая рама носит название разваливающей рамы. На эту раму подается только голландский брус, ив которого в результате распиловки получают острокантный брус, или валкантный брув е обволом по граням бруса, или пакет обревных досок, т. е. досок, имеющих одинаковую ширину, равную толщине голландского бруса. В том и другом случае получаются как отход подгорбыльные, необрезные доски и горбыли.
Брус четырехкантный и обрезные доски еразу после получения транспортируются иэ лесопильного амбара при помощи вагонетки или специальных транспортеров роликовые, пассовые. Бревно в раму из бассейна подается при помощи продольных цепных бревнотасок фиг. 26, причем одна автобревнотаска, снабженная автоматическим остановом бревен в конце у тележек лесопильной рамы, обычно обслуживает только одну раму. Если вавод- работает е гужа, то бревна в раму подаются о сортировочной площадки.
После остановки бревна у тележек лесопильной рамы оно снимается на тележки или вручную или при помощи механического сбрасывателя.
Тележки лесопильной рамы делятся на:
1 зажимные, или направляющие фиг. 30,а
2 поддерживающие фиг. 30,6;
3 подвесные-зажимные фиг. 30,в.
Если лесопильная рама пилит в развал, перед ней устанавливают обязательно две тележки одну комлевую, важимную, другую вершинную поддерживающую. Поэади рамы устанавливают: у комля поддерживающую, а у вершины важимную или подвесную тележку. Комлевая тележка спереди рамы и вершинная позади ее саморазмыкаются в тот момент, когда комель и вершина бревна, находятся на строго и варанее определенном месте; тележки имеют самоход вперед и автоматическую откатку в исходное положение.
Если лесопильная рама устанавливается в пару к разваливающей раме в шахматном порядке см. схему двухрамного лесопильного вавода на фиг. 31, в этом случае разваливающая рама не всегда имеет тележку и брус тогда проводится через раму на роликовом аппарате, сзади же устанавливается подвесная тележка. Брусующая рама сзади может иметь портальные тележки. Применение портальных тележек позволяет экономить ширину вдания лесопильного амбара, так как в этом случае рамы можно устанавливать не в шахматном порядке, а в затылок. Это объясняется тем, что портальная тележка может возвращаться назад к лесопильной раме бее
ЗАГОТОВКА, ХРАНЕНИЕ, ТРАНСПОРТИРОВКА И СУШКА ДЕРЕВА
899
сбрасывания распиленного бревна на сторону, а пропуская его сквозь себя.
Производительность современных лесорам сильно повысилась за счет большого числа оборотов 295 400 в минуту и большей мощности 55 б
в
Фив. 30. Тележки лесопильной рамы: а зажимные, или направляющие; б поддерживающие; в подвесные зажимные
75 л. с., что позволяет вести распиловку на больших посылках
Посылкой называется величина в мм продвижения бревна через раму за один оборот пильной рамки.
5000 Фиг. 31. Схема двухрамного лесопильного завода
900
А. М. Б АР ARC
При пропуске бревен через утепленный бассейн посылка может быть постоянной круглый год. При пропуске мороженого бревна посылка уменьшается на 11 30. Правильность посылки должна быть согласована с уклоном пил в пильной рамке, иначе пилы будут сильно греться и посылки придется снижать. Уклон в рамке на 50 см хоа изменяется в пределах от 11 до 20 мм при, чЦнотолчковой и от б до 10 мм при непрерывной подаче соответственно при диаметре верхнего отруба от 35 до 15 см.
Производительность лесопильной рамы за смену 7 8 час. исчисляется по формуле;
п о с 0,93 тj
д Р
где п величина посылки за один ход рамы, изменяющаяся в пределах от 9 до 35 мм соответственно изменению диаметра верхнего отруба бревна от 50 до 15 см;
о число оборотов рамы в минуту;
с число минут в смене;
0,93 коэфициент полезной работы лесопильной рамы;
д длина бревна, выраженная в мм
Пр производительность, выраженная числом бревен за смену.
Если средняя длина бревна точно установлена, о-с -0,93
выражение для данной рамы может
быть постоянно.
При заготовке пиломатериалов для деревянных конструкций желательно иметь такую схему лесопильного завода, где возможно было бы доводить процент брусовки до 100 или пилить все бревна в развал с последующим раскроем досок на бруски, планки и дощечки по принятому сортименту на специальных станках обрезном, ребровом, реечном и т. п.
Фиг. 32. Ленточная пила для распиловки бревен
При распиловке бревен для деревянных конструкций можно вместо лесопильной рамы установить ленточную пилу фиг. 32.
Ленточная пила имеет следующие преимущества:
а дает возможность производить индивидуальную распиловку каждого бревна с учетом вскрытого брака;
б позволяет пилить бревно в любом направлении. что важно при необходимости выпиливать
специальные сорта брусьев для наиболее ответственных частей конструкций;
в может производить распил с выделением заболони и сердцевины;
г производительность ленточной пилы при распиловке на брусья выше, чем лесопильной рамы 1,2 2,0 мсек.
Для повышения процента выхода при распиловке древесины для нужд строительства, в частности деталей конструкций, необходимо при организации лесопильного производства раз-
Фиг. 33. Автовоз типа Кенгуру для перевозки пиломатериалов
работать примерную спецификацию распиловки с выявлением в ней всех строительных деталей в черных заготовках, т. е. с указанием размеров с припусками на усушку и с допусками на обработку. Имея в распоряжении такую спецификацию, можно разработать таблицу поставов на рядовую доску с последующим ее раскроем на производственные заготовки пиловочную мелочь уже после того, как рядовой пиломатериал прошел через сушильное хозяйство. Крупные по размерам производственные заготовки обычно включают непосредственно в таблицу поставов и выпиливают на лесопильном ваводе наряду с рядовым пиломатериалом.
При обычных методах распиловки для получения только рядового пиломатериала использование древесины из хлыста дерева, растущего в лесу, по данным Лесного департамента США составляет на заводе для сухого нестроганого строительного пиломатериала едва 30. В СССР хотя и получается в среднем из хлыста на 5 больше, зато при дальнейшем использовании пиломатериалов на стройках наши потери значительно больше примерно окопо 20. Следует стремиться к тому, чтобы на стройке, как правило, не было обрезков досок и брусьев и даже стружек. Этого возможно достичь только при тщательной проработке нормального стандарта на стройматериалы.
При организации лесопильного производства особенно важно иметь в виду не только получение пиломатериалов обычной длины 6 м и выше, но и разработку короткомера, который на стройках употребляется в большом количестве.
Данные исследований Мэдиссоновской лаборатории в США показали, что потребители, закупая от 75 до 95 пиломатериала стандартной длины, т. е. более 2,44 м, фактически потребляли
1 Например стандарт строганых пиломатериалов Иннорса 44 стандарта.
ЗАГОТОВКА, ХРАНЕНИЕ, ТРАНСПОРТИРОВКА И СУШКА ДЕРЕВА
901
от 70 до 100 пиломатериал короче 2,44 м и 30 70 даже еще короче 1,22 м. Поэтому наряду с ленточным станком или лесопильной рамой необходимо иметь в лесозаводе ряд специальных станков для разработки мелочи, не исключая пиломатериалов, идущих на ответственные детали деревянных конструкций.
К таким станкам относятся: обрезной станок, ребровый, многопильный или однопильный реечный станок, концеравнительные и торцовочные станки. Все перечисленные станки помимо спегиального назначения имеют и общее циркульную или дисковую пилу как режущий инструмент. Большинство станков имеет автоматическую вальцовую или дисковую подачу и достигает высокой производительности: обрезные до 112 ммин, ребровые до 44 ммин.
упрощает технологическую обработку ее и облегчает точное изготовление по размерам отдельных деталей.
Необходимость применения для деревянных конструкций воздушно-сухой древесины обусловливается также и ее гигроскопичностью, т. е. способностью поглощать или отдавать влагу в зависимости от изменения относительной влажности окружающего воздуха. Ввиду того что поглощение или отдача древесиной влаги влечет за собой разбухание или усушку ее что может вызвать изменение формы и нарушить целость конструкции, гигроскопичность древесины необходимо свести к минимуму. Поэтому перед использованием древесина должна быть предварительно высушена до устойчивой влажности, т. е. до такого конечного влагосодержания,
Температура воздуги в tpadtca ЦелЬсия
Фиг. 34. Диаграмма зависимости между состоянием воздуха и устойчивой влажностью
древесины
Полученный на лесозаводе пиломатериал обязательно должен пройти предварительную сортировку с вырезкой брака по породам и размерам толщине и длине, ширина имеет меньшее значение.
На многорамных заводах для этой цели строят в непосредственном примыкании сортировочную площадку, откуда пиломатериал грузится на вагонетки или на специальные автовозы тип Кенгуру фиг. 33 и отправляется на биржу пиломатериалов для воздушной сушки на открытом воздухе или в сушильные камеры для камерной сушки.
4. Сушка древесины
1 Общие положения
Одним иэ основных требований, предъявляемых к древесине как к строительному материалу, является ее воздушно-сухое состояние, гарантирующее ее от дальнейшего резкого высыхания, а следовательно от усушки, коробления и растрескивания и уменьшающее опасность загнивания. Одновременно с этим применение сухой древесины уменьшает собственный вес конструкции,
до какого она могла бы дойти, высыхая в условиях окружающего воздуха. Так как относительная влажность воздуха не является постоянной, то лучше высушивать древесину до минимальной влажности, которой она может достигнуть в условиях своего применения, а не до максимальной ввиду того что последующее возможное разбухание менее отрицательно сказывается на изделиях, чем усушка. Согласно ТУ и Н древесина, идущая на деревянные конструкции, должна быть высушена по возможности до воздушно-сухого состояния. Соответствующий конечный процент влажности высушиваемой древесины зависит от состояния окружающей среды температуры и относительной влажности воздуха; ввиду. того что влажность окружающей среды может быть различна внутри помещения, снаружи, в разное время года и пр., то и древесина может считаться сухой при влажности от 5 до 22 в зависимости от ее назначения и места работы в изделии. Диаграмма фиг. 34 дает зависимость между состоянием вовдуха и устойчивой влажностью древесины.
Пример. Температура окружающего воздуха равна 10 Ц, относительная влажность его 60. По диаграмме в точке пересечения прямых,
А. М. В АР ARC
соответствующих заданным температуре и относительной влажности воздуха находим устойчивую влажность древесины, равную примерно 12 0.
Если при той же относительной влажности 60 температуру изменить хотя бы на 20, то на диаграмме устойчивая влажность изменится только на Если же при той же температуре 10 Ц изменить на 20 относительную влажность воздуха, то устойчивая влажность древесины изменится на 4 6. Отсюда становится ясным, что на влажность древесины в изделии в наших обычных атмосферных условиях влияют главным образом относительная влажность воздуха и меньше его температура. Это указывает на необходимость устранения причин, вызывающих сырость в сооружениях из дерева.
Разрез ло А В
связанной влаги значительно труднее, требует несравненно большего времени и сопровождается явлениями усушки древесина начинает изменяться в объеме.
Ввиду того что усушка в тангенциальном направлении значительно больше, чем в радиальном, и явление усушки наступает не одновременно по всей толщине сушимой доски, в древесине возникают внутренние напряжения; если эти напряжения достигают значительной величины, в древесине появляются трещины, начинается коробление и прочие пороки, обесценивающие ее и ограничивающие ее применение.
Все это ясно видно на диаграммах, фиг. 35 и 36. Диаграмма фиг. 35 показывает, что при удалении из древесины свободной влаги от 105
по too
90
qj 80
70
i
СХ
-о
Е
о
0
а:
1 Точка насышт
юкон
2 4 6 8 10 12 1416 18 20 22 24 26 время сушки Ь сутках
Фиг. 35. Диаграмма зависимости темпа испарения влаги до точки насыщения волокон и ниже точки насыщения волокон
И4
I Н2
Ярбодноя Точка ндсьшенуя г- 1 нгг Щпркон
, по
О-Э 106
.04 102 Л 00
блага
0 35 30 25 20 15 10 5 0 ВпаЖностъ дреЬесины Ь Jfc
Фиг. 36. Диаграмма зависимости уменьшения объема древесины при удалении влаги до точки насыщения волокон и ниже точки насыщения волокон
Часто высушивание древесины доводят до транспортной сухости, т. е. до такого состояния, когда перевозка ее становится уже экономически целесообразной.
Транспортная сухость соответствует моменту, когда ив древесины удалена вся влага, находящаяся в полостях ее отдельных клеток. Такая влага называется свободной капиллярной влагой в отличие от связанной мицелярной, гигроскопической, содержащейся в етенках клеток древесины. При сушке вначале удаляется свободная влага из полостей клеток, а ватем уже связанная ив стенок клеток. Состояние древесины, когда из нее удалена вся свободная влага, но полностью еще осталась влага связанная, называется точкой насыщения волокна и характеризуется влажностью в 28 31 в зависимости от породы, т. е. от анатомического отроения структуры древесины.
Удаление свободной влаги весьма просто и не требует много времени; никаких изменений в древесине при этом не происходит. Удаление
ххраолишшкп J естественной сушке
до точки насыщения волокна примерно на 75 78 потребовалось около восьми единиц в нашем случае суток времени, при удалении же влаги ниже точки насыщения волокон до 3 конечного влагосодержания на 25 времени потребовалось в несколько раз больше.
Диаграмма фиг. 36 показывает, что при сушке древесины до точки насыщения волокон от 40 до 28 объем ее не изменяется горизонтальный участок кривой диаграммы. При продолжении сушки ниже точки насыщения волокон кривая изменения объема падает.
Поэтому для облегчения веса древесины при перевозке целесообразно без боязни ее повреждения и беэ больших денежных затрат высушивать древесину до транспортной сухости, т. е. в среднем до влажности 28.
2 Воздушная сушка
Ввиду ответственного назначения древесины, применяемой для деревянных конструкций, необходимо по возможности высушивать ее искусственным камерным способом.
ЗАГОТОВКА, ХРАНЕНИЕ, ТРАНСПОРТИРОВКА И СУШКА ДЕРЕВА 903
Этот способ позволяет наиболее четко управлять процессом сушки, делает этот процесс независимым от внешних условий и представляет следующие преимущества по сравнению с воздушной сушкой: 4 при правильном проведении процесса сушки можно в кратчайший срок получить материал с наименьшим количеством брака; 2 действие высоких температур понижает гигроскопичность древесины и стерилизует ее, убивая древоточцев, грибы и пр.
Тем не менее камерную сушку можно применять не всегда. Для крупных сортиментов бревен, брусьев или досок толщиной свыше 10 12 см камерная сушка уже нерациональна, так как экономически себя не оправдываэт. В этом случае приходится крупные сортименты сушить естественным способом на бирже, причем необходимо создавать условия, которые сводили бы до минимума сопровождающие воздушную сушку отрицательные явления сильное растрескивание, заражение грибом, поражение древоточцем, коробление и пр.
Биржи пиломатериалов представляют предмет особой заботы на лесопильных заводах. Правильно расположенная и оборудованная биржа способствует более быстрой и правильной сушке пиломатериалов.
Под биржу пиломатериалов необходимо отводить сухой и как можно более доступный ветру открытый участок.
Весьма распространенное мнение о вредном влиянии ветра на качество древесины, подвергаемой естественной сушке, ошибочно. Материал кладется в штабеля фиг. 37 длинной стороной перпендикулярно к направлению господствующих ветров, причем торцы могут быть защищены. Сильный ветер создает горизонтальные потоки воздуха в штабеле и дает более равномерную сушку. Забор биржи рекомендуется делать не сплошным, а решетчатым и штабеля укладывать возможно далее от забора и стен построек. Если участок мало доступен ветру, то циркуляция воздуха в штабеле замедляется, возникает вертикальный поток воздуха сверху вниз, и влажный воздух задерживается в нижней части штабеля, вызывая синеву, неравномерную замедленную сушку и пр. Основные указания по распланировке биржи и содержанию ее, а также по укладке пиломатериала изложены в нижеприводимых Правилах.
а Выборки из правил правильнойраспланировки биржи для пиломатериалов1.
1. Площадь под биржу должна быть сухая, ровная без ям, которые должны быть засыпаны землей или шлаком.
2. Стоячая вода должна быть спущена, а при высоком уровне грунтовых вод площадь должна быть дренирована.
Поднятие биржи рейками недопустимо, так как от этого неизбежно происходит захламление биржи гниющей древесиной.
3. Окружающие биржу заборы должны быть нивкие, не выше 1,5 м и решетчатые. Сплошные высокие заборы делать не рекомендуется.
4. Площадь биржи разбивается на участки, так называемые проулки и дороги. Проулки должны располагаться по господствующему ветру обычно их направляют перпендикулярно к реке, что менее практично.
5. Размер проулков, разрывов между штабелями и продольных дорог табл. 2.
6. Между проулками помещаются 2 штабеля, а между дорогами 4 5 штабелей.
1 Лебедев В. И., Дефекты древесины, вызывающие клеймсы при экспорте пиломатериалов.
Таблица 2
Проулки по господствующему ветру в м
Проулки
Разрывы
Дороги
по дороге
по проулку
9Д
2,2
1,5,
10,7
Проулки к реке не по господствующему ветру
11,8
г,2
11,3
Проулки и дороги должны быть прямолинейны й одинаковой ширины на всем протяжении биржи.
7. Фундаменты должны иметь размеры 7,5x8 м. Все фундаменты должны быть одинаковой высоты, но fie ниже 0,60 м и располагаться так, чтобы не задерживалось низовое течение воздуха. Рекомендуется делать их переносными, клеткой на конус, из креозотированных досок или обрезков бревен. Основание не должно быть шире 0,60 м.
Низкие, ряжевые, сделанные из сплошных досок и вообще сплошные фундаменты на бирже не должны применяться.
Все фундаменты должны иметь постоянную нумерацию.
8. Сараи не следует ставить посреди биржи, лучше выносить их на края, но ни в коем случае не строить впереди господствующих ветров.
9. Нижнюю часть сараев на высоте 0,75 м следует делать открытой для свободного прохода низового течения воздуха.
10. Если место под биржей неровное, то для сохранения правильного низового продувания фундаменты в низкой части биржи дополняются ребровиками. Это дополнительное наращивание фундамента досками, поставленными на ребро, не задерживает правильной циркуляции воздуха внизу штабелей по всей бирже и может спасти штабель во время половодья весною.
11. Штабеля должны отстоять не ближе 2 ас от откатов и сараев.
12. Трава на бирже уничтожается.
б Правила распределения лесомате
риалов на бирже.
1. Если биржа имеет значительную площадь, то лучше разделить ее на несколько участков: 1 для тонких досок от 12 38 мм; 2 для толстого лесоматериала свыше 50 мм; 3 для прочей мелочи и 4 для просушки засиневшего леса.
2. Наиболее продуваемая часть биржи отводится для тонких досок от 12 до 38 мм, которые должны располагаться так: до 25 мм по краям участка, а от 25 мм до 38 мм в центральной части участка. Для толстых досок отводится менее продуваемый участок. На этом участке доски в 50 мм, как наиболее поражаемые синевой, располагаются по краям, а более толстые в центральной части. Биржа для мелочи должна иметь постоянные навесы-крыши. Для синих досок отводится участок в стороне от остальной биржи и доски кладутся со шпациями пропусками не менее 25 см.
3. При одной бирже на заводе доски располагаются так: тонкие от 12 до 38 мм по краям, а толстые от 50 мм и толще в центральной части биржи.
в Правила содержания биржи при
лесопильном заводе
1. Биржа должна содержаться в чистоте и порядке. На бирже не должны валяться отдельные доски, рейки и т. п. Чистота, опрятность и порядок-первое условие правильной сушки и сохранения пиломатериалов. Вообще нельзя допускать захламленности биржи. Для этого после переборки и во время погрузки досок вокруг освободившихся фундаментов сейчас же необходимо очистить место от отбракованных досок, крыш, прокладок и т. п. Если увезти все это немедленно невозможно, то следует оставшиеся материалы положить на освободившийся фундамент.
2. Нельзя допускать складывания каких бы те ни было лесоматериалов и пр. в разрывах между штабелями или на проулках.
904
А. М. БАРЛЕС
3. Подштабельные места должны быть кругом свободны для прохода. Вблизи фундаментов не должно быть ничего, что могло бы задерживать ветер. На правильно содержащейся бирже ветер свободно продувает под штабелями во всех направлениях. Если на такой бирже посмотреть под штабель с одного конца биржи, то должен быть виден противоположный ее конец.
4. Не допускать складывания горбылей на бирже без фундаментов.
5. Не ставить бочек с водой близ самого штабеля: от этого синеют кромки досок в штабеле на уровне бочки и выше ее. Бочки надлежит ставить на угол на метр от штабеля.
6. Осенью должны производиться обязательная уборка биржи и ее дезинфекция известью; все деревянные части фундамент, лежни и все прокладки должны быть обработаны антисептиком карболинеум, креозот и т. п.
7. Не следует допускать попадания снега в штабеля. Для этого:
а в штабелях из-под пилы, начиная с 15 октября, сплачивается верхний ряд;
б выпавший снег со штабелей сметают.
8. С 1 апреля верхний ряд всех штабелей из-под пилы должен быть расплочен, вместо этого можно закрыть штабеля не слишком покатыми крышами из тех же досок.
9. С 1 апреля и до 15 октября нельзя сплачивать верхнего ряда ни на одном штабеле.
10. Оставшиеся на бирже штабеля с высохшими досками следует держать под крышей и следить, чтобы крыша не протекала. Такие штабеля можно сдваивать или класть вплотную.
И. Первосортные доски после ранней переборки неЪбходимо защищать щитами на жердях, открытыми снизу и приставленными косо под крышу штабеля.
12. С 15 апреля все щиты должны быть сняты.
13. При весенней переборке необходимо следить, чтобы снег не попадал на доски. При укладке досок в штабеля часто наблюдается, что укладчики заносят на ногах подлипший к сапогам снег на штабель; этого не следует допускать, так как если доска обледенеет, то она не может просохнуть к моменту наиболее интенсивного развития грибов и плесеней и потому может поразиться грибами синевой.
14. При очистке откатов надлежит следить, чтобы мусор не попадал в штабеля.
д Общие правила укладки досок.
1. Высота штабеля должна быть не менее 4 м; чем штабель выше, тем лучше.
2. Разрывы в штабелях нужно делать на одной высоте и по одной линии на всей бирже.
3. Шпации должны быть одинаковы по ширине от низа до верха штабеля.
4. Прокладки кладутся против лежней фундаментов и должны представлять прямую, а не ломаную или кривую линию.
5. Штабеля должны быть ровные и не наклоняться в какую-либо сторону.
6. В середине штабеля должна быть труба шириной не менеге 0,60 лс.
7. Полно выложенный и перебранный штабель должен быть закрыт плотной крышей без щелей с напусками как спереди, так и сзади штабеля.
8. Нижний конец крыши кладется не на штабель, а на доску, положенную на 75 мм прокладки стульчики, чтобы обеспечить свободный проход воздуха.
9. Когда штабель закрыт крышей, торцы защищают обшивными досками, чтобы их не рвало солнцем.
10. Материал в сараях кладется на рейках-прокладках, в самом штабеле разрывы не делаются.
Даже правильно устроенная биржа не дает возможности всегда получать хорошо и нормально просушенную доску, так как срок сушки пиломатериала в штабелях далеко не один и тот же и зависит от того месяца, когда доски были положены в штабель.
Для того чтобы высушить до 15 влажности доски толщиной 25 мм в штабелях, уложенных в разное время, нужно количество дней, указанное в табл. 3.
Приведенные данные получены в США, но они почти нё отличаются от данных средней полосы РСФСР, для зимних же месяцев северной полосы затягиваются недели на три; наибольший срок сушки досок в штабелях там примерно равен 8 месяцам.
Такие резкие колебания и неравномерность еушки 42 сушки годовой продукции лесопиль
ного завода падает на июнь заставляют современные заводы иметь сушильные камеры и переходить частично на камерную сушку. Для непрерывности отпуска сухого материала с биржи завода вполне достаточно, если сушильное хозяйство рассчитано на производительность 40 50 годовой продукции с учетом сезонности спроса и оборота биржи.
Таблица 3
Количество дней, необходимое для просушки досок 1
150
120
10С
100
90
75
50
75
225
225
225
200
В каком месяце положены доски
-'1
1
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
Месяцы, в которые закончена сушка
VI
VI
VI
VII
VIII
VIII
IX
X
IV
V
-1
3 Камерная сушка
Для камерной сушки древесины, идущей для изготовления деревянных конструкций, рекомендуются камеры периодического действия, позволяющие точно регулировать условия сушки. В камерах желательна искусственная, возвратная циркуляция воздуха, создаваемая реверсивными вентиляторами. Такие камеры дают наиболее равномерно высушенный материал, срок сушки в них меньше, а вместимость их благодаря отсутствию или незначительности зазоров между досками в одном горизонтальном ряду больше. Камеры эти строятся на один и два штабеля по ширине камеры и на два штабеля по ее длине фиг. 38, а, б, в.
а Режимы сушки и их проведение. Контроль
Режим сушки это комплекс условий, соблюдение которых при проведении процесса сушки гарантирует достаточно быстрре высушивание древесины бее брака. Условия эти заключаются в том, чтобы циркуляция, температура и относительная влажность воздуха в камере находились в строгой зависимости от влажности сушимой древесины. Поскольку влажность древесины во время сушки меняется, то соответственно необходимо менять и температуру, относительную влажность и по возможности и скорость циркулирующего воздуха, подводимого к сушимому материалу. Поэтому приборы, определяющие состояние воздуха, должны быть устанавливаемы в месте входа воздуха в штабель. Бее приборов, определяющих состояние циркулирующего в камере воздуха, проводить сушку по режиму невозможно.
Для определения температуры и относительной влажности воздуха наиболее удобен дальнодействующий психрограф фиг. 39. По записанным психрографом показаниям сухого термометра температура циркулирующего в камере воздуха и термометра влажного можно, вычислив психрометрическую разницу разница между показаниями сухого и влажного термометров, по приводимой ниже психрометрической таблице определить относительную влажность циркулирующего в камере воздуха.
1. Данные о ходе сушки сосновых досок по Фалейви.
ЗАГОТОВКА, ХРАНЕНИЕ, ТРАНСПОРТИРОВКА И СУШКА ДЕРЕВА
905
Режим сушки может проводиться: 1 по изменению влажности сушимой древесины в любой момент сушки, 2 по времени, протекшему от начала сушки.
б
Фиг. 38. Камеры с реверсивными вентиляторами: а на один штабель по ширине; б на два штабеля по ширине; в внутренний вид камеры на один штабель по ширине
Проведение режима по времени практически весьма удобно, но требует знания скорости удаления влаги из древесины; поскольку величина эта изменяется в зависимости от породы и толщины сушимого сортимента и учесть ее трудно, приходится проводить режим сушки по изменению влажности древесины.
Изменение влажности можно определить методом взвешивания контрольных образцов. Метод этот заключается в том, что в штабель закладывается образец длиной в 0,6 0,8 м, выпиленный на расстоянии 0,6 м от торца доски,.
Фиг. 39. Дальнодействующий психрограф
достаточно характерной для партии сушимого материала. От образца отрезается секция влажности толщиной в 10 12 мм, взвешивается' до абсолютно сухого веса, после чего определяется влажность секции и тем самым первоначальная влажность всего контрольного ооразца по формуле:
к с
100 Вл,
1
где н. начальный вес секции влажности; с сухой ее вес;
Вл процент влажности.
Контрольный образец с известным уже начальным влагосодержанием слегка обмазывается с торцов каменноугольным, пеком, взвешивается и помещается в штабель, высыхая одновременно с ним. Одновременно вычисляется сухой вее образца по формуле:
юо к
с
2
100Вл ’
значения те же, что и в ф-ле 1.
Во время сушки образец периодически вынимается на весьма короткий промежуток времени и взвешивается, и полученный вес всякий раз принимается за начальный в данный момент; если сухой вес образца вычислен по ф-ле 2, то влажность его после каждого взвешивания может быть определена по ф-ле 1. Влажность всей сушимой партии принимается условно равной влажности контрольного образца. Зная влажность сушимой древесины, можно
906
А. М. БАРАКС
Таблица 4
Психрометрическая таблица
Температура в Ц
Относительная влажность воздуха в процентах при разности температур между сухим и влажным термометрами в Ц психрометрическая разность
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
JS
93
87
80
74
68
62
57
52
47
42
38
34
29
24
16
36
93
87
81
75
69
63
58
53
48
43
39
35
30
26
18
37
93
87
81
75
69
64
59
54
49
44
40
36
31
27
19
38
93
87
81
75
70
64
60
55
50
45
41
37
32
28
21
14
39
93
88
82
76
70
65
60
56
51
46
42
38
33
29
22
15
К
94
88
82
77
72
67
62
57
52
48
44
40
35
31
24
18
- -
11
94
88
82
77
72
67
62
58
53
49
45
41
37
33
26
20
12
94
88
83
77
72
67
63
58
54
50
46
42
38
4
28
21
15
43
94
89
83
78
73
68
63
59
54
50
46
43
39
35
29
22
16
и
94
89
S3
78
73
68
64
59
55
51
47
44
40
36
30
23
17
45
94
89
83
78
73
69
64
60
56
52
48
44
41
37
31
24
18
46
94
89
84
79
74
69
64
60
56
52
48
45
41
38
31
25
19
47
95
89
84
79
74
69
65
61
57
53
49
45
42
38
32
26
20
48
95г
89
84
79
74
70
65
61
57
53
49
46
42
39
33
27
21
15
49
95
89
84
79
75
70
66
62
58
54
50
46
43
40
34
28
22
16
50
95
90
84
80
75
70
66
62
58
54
51
47
44
40
34
29
23
17
53
95
90
85
80
76
71
67
63
59
56
52
49
45
42
36
31
25
20
55
95
90
85
81
76
72
68
64
60
56
53
50
47
44
38
32
26
22
58
95
90
86
81
77.
73
69
65
61
58
54
51
48
45
39
34
28
24
20
60
95
90
86
82
77
73
69
66
62
58
55
52
49
46
40
35
29
25
21
17
63
95
91
86
82
78
74
70
66
63
60
56
53
51
47
41
36
30
27
23
20
17
65
95
91
86
82
78
74
71
67
64
60
57
54
51
48
42
37
31
28
26
21
18
68
95
91
87
83
79
75
71
68
64
61
58
55
52
49
43
38
32
29
26
22
19
70
96
91
87
83
79
75
72
68
65
62
59
56
53
50
44
39
33
30
27
23
20
73
96
91
87
83
80
76
72
69
66
62
59
57
54
51
45
40
34
32
29
24
22
18
75
96
91
88
84
80
76
73
69
66
63
60
57
54
52
46
41
35
33
30
25
23
20
78
96
91
88
84
80
77
73
70
67
64
61
58
55
53
47
42
37
34
31
26
24
21
19
80
96
91
88
84
81
77
74
71
67
65
62
59
56
54
48
43
38
35
32
28
25
22
20
85
96
91
88
85
81
78
75
71
68
65
63
60
57
55
49
44
40
37
33
30
27
24
21
18
90
96
91
89
85
82
78
75
72
69
66
64
61
59
56
51
46
41
38
35
31
29
26
22
21
19
95
96
92
89
86
83
79
76
73
70
68
65
62
60
57
52
48
43
40
36
32
31
27
24
22
20
100
96
92
89
86
83
80
77
74
71
68
66
63
61
58
54
49
44
41
38
34
32
29
26
23
21
По P. Warlim'ont’y.
Пример. Показание сухого термометра. 70Ц
мокрого. 66Ц
Психрометрическая разность. 4Ц, откуда по психрометрической таблице
относительная влажность воздуха 83
проводить соответствующий режим еушки. тельно изменять также и екорость циркулиру-
Влажность древесины быстро определяется аме- ющего в камере воэдуха. При этом следует
риканским прибором Хеипенстола, построен- иметь в виду, что в начальный период сушки при
Фир. 40. Прибор Хеппенстола для быстрого определения процента влажности древесины Америка
ным на основе различной электропроводности древесины при равной влажности. Пользование атим прибором очень простое; показания получаются немедленно фиг. 40 41.
Кроме изменения относительной влажности воздуха и его температуры в зависимости от влажности сушимой древесины при сушке жела-
высокой по режиму относительной влажности циркулирующего в камере воздуха Для обеспечения достаточно эффективного поглощения влаги скорость его циркуляции должна быть повышена; в конце же сушки, напротив, при малой относительной влажности циркулирующего воздуха т. е. при большом его дефиците насыще
ЗАГОТОВКА, ХРАНЕНИЕ, ТРАНСПОРТИРОВКА И СУШКА ДЕРЕВА
907
ния скорость циркуляции может быть понижена. Изменение скорости циркуляции достигается изменением числа оборотов вентилятора и соответствующим маневрированием заслонками.
Фиг. 41. Пользование при бором Хеппенстола
При применении нижеприводимых режимов еушки 1 рекомендуется в начале сушки устанавливать более мягкий медленный режим а большой относительной влажностью воздуха и е невысокой температурой и лишь после положительных результатов пробовать применение более форсированных режимов с меньшей относительной влажностью и более высокой температурой. До сушки древесины по определенному режиму
1 По данным Мэдиссоновской лаборатории за ряд лет эти данные несколько расходятся с нашими ТУ и Н.
она предварительно прогревается, подвергаясь действию увлажняемого паром воздуха предварительная пропарка, при температуре воздуха на 6 10 Ц выше начальной температуры режима и относительной влажности, доводимой до 85 90- Длительность прогрева от 1 до 5 час. на каждые 25 мм толщины в зависимости от породы и времени года.
Следует различать сушку: 1 древесины свежесрубленной и 2 древесины, предварительно выдержанной долгое время на складе.
В последней возможно значительное различие во влажности по толщине, связанное с быстрой поверхностной 8асушкой. Сушить такую древесину по мягкому влажному режиму нельзя, так как поверхностное увлажнение пиломатериалов, сопровождающееся при этом разбуханием поверхностных слоев, ведет к образованию в древесине постоянных напряжений обратный закал и к увеличению трещин, если таковые имели место до загрузки древесины в камеру.
Древесина, предварительно подсушенная на складе, в случае наличия в ней напряжений должна сушиться при сравнительно невысокой относительной влажности, соответствующей по режиму содержанию влаги в наружных слоях древесины. Этим тормозится развитие напряжений, опасных для целости древесины. Лишь по окончании процесса сушки для ослабления закала такую древесину следует подвергнуть поверхностному увлажнению по режиму от вакала, указанному ниже. Для разных пород режимы также различны. Для хвойных пород имеется три режима. Тонкие доски можно сушить по режиму ООО, а толстые сортименты по более мягким длительным режимам 00 и 0. При применении одного и того же режима для
Таблица 5
Режимы доя хвойных пород
Процент влажности древесины, при которой производится изменение режима
II
III
IV
Показания
Показания
Относительная
сухого термо
мокрого термо
влажность воздуха
метра в Ц
метра в Ц
в
Р ежим 0
Начальный
30
20
1Б
Начальный
25
16
12
Начальный
2С
13
10
57
66
74
79
51
52 56 54
70
50
40
30
Режим 00
Начальный
Начальный
Начальный
Начальный
Т1
63
40
35
30
25
77
62
20
16
13
13
82
57
Режим 000
Начальный
Начальный
Начальный
Начальный
82
74
40
85
30
25
88
72
‘20
16
13
13
93
66
Таблица 6
Режим для лиственных пород
режима
1
2
3
4
5
6
7
8 1
Порода
Береза
Ясень
Бук
Железное
дерево
Граб
Дуб
Дуб
I
Дув j
Таблица 6а
Режимы для лиственных пород
С температура сухого термометра в Ц;
М температура мокрого термометра;
В относительная влажность воздуха в.
влажности древесины
Режим 1
Режим 2
Режим 3
Режим 4
толщина
пиломате
риалов
С
М
В
О
М
В
С
М
В
О
М
В
Быше
40
60
55
80
57
53
80
54
50
80
52
48
80
40
63
57
75
60
54
75
57
52
75
54
49
75
30
65
58
70
63
56
70
60
53
70
57
51
70
25
68
58
60
65
55
60
63
53
60
60
51
60'
20
71
57
50
68
55
50
65
52
50
63
50
50
15
74
53
35
71
51
35
68
51
40
65
48
40
и до конца.
10
76
46
20
74
44
20
71
46
25
68
44
25
Режим 5
Режим 6
Режим 1
г
Режим 8
Быше.
40
49
45
80
46
43
80
43
40
85
40
38
85
40
51
46
75
49
44
75
46
43
80
43
40
80
30
54
48
70
51
45
70
49
44
75
46
41
75
25
57
49
65
54
46
65
51
44
65
49
43
70
20
60
49
55
57
46
55
54
44
55
51
43
60
15
63
43
45
60
46
4S
57
44
45
54
43
50
и до конца.
10
65
44
30
63
42
30
60
42
35
57
41
40
хвойных пород процесс сушки можно форсировать или замедлять в зависимости от влажности древесины того или иного раздела режима. Режим, примененный по каждому последующему разделу, является наиболее осторожным и мягким раздел I самый жесткий, II мягче и т. д.
Каждый последующий режим мягче предыдущего. Все режимы рассчитаны на сушку пиломатериалов толщиной до 40 мм. При увеличении толщины на 25 мм необходимо проводить процесс сушки по следующему более мягкому режиму. Так например, бук толщиной в 60 мм сушится уже по режиму 4, а толщиной в 85 мм по режиму 5 и т. д.
Для лучшего проведения камерной сушки необходимо руководствоваться следующими ориентировочными сроками сушки:
Для хвойных пород Толщина
сортимента в мм
12
19
22 25
30 40
60
60 70
80 90
Срок сушки в сутках
4-1
112 - 2 212 3 4 5 512 - 61
7 9 10 14
Для лиственных пород при толщине сортимента 25 мм Срок
Порода сушки
Береза.
Ясень
Бук
Граб
Дуб
. 8 12. 10-14. 12 18. 12-18. 16 22
иную сторону, но во всяком случае они являются исходными.
Неравномерность сушки и отклонение от режима влекут за собой брак древесины, в первую очередь закал. Закалом называется явление, когда внутренние слои древесины середина сортимента имеют стремление сжаться больше, чем наружные слои поверхность; при этом во внутренних слоях возникают растягивающие напряжения, а в наружных сжимающие. Для
Фиг. 42. Выпиленные секции для определения степени закала: а нет закала; б допустимый закал; в недопустимый закал; г оборотный закал от чрезмерной периодической пропарки при 100 относительной влажности воздуха
определения 8акала ив контрольного образца помещаемого в штабель, выреэают силовую еекцию в форме буквы П фиг. 42. Схождение концов секции немедленно после вырезки служит признаком закала, а расхождение признаком обратного закала, получающегося в результате чрезмерного увлажнения воздуха.
б Дефекты древесины к и, их предупреждение
от е у ши устра
нение
Сроки эти для сушки от 60 до 12 влажности в зависимости от целого ряда факторов конструкция камер, обслуживание, оборудование, начальная и требуемая конечная влажность древесины, ее качество и назначение и пр. могут иметь небольшие отклонения в ту или
При сушке лесоматериала не всегда удается избежать некоторых дефектов, главнейшими из которых являются: закал, трещины, коробление, развитие синевы, плесень и изменение естественной окраски потемнение дерева. Ввиду того что перечисленные дефекты типичны и являются результатом или неправильного вы
1 ПоГендерсону: Hardezon Н. L., The air seasoning and kiln drying of Wood, 1936.
ЗАГОТОВКА, XP.4JHЕНИЕ, ТРАНСПОРТИРОВКА И СУШКА ДЕРЕВА 909
бора режима сушки или несоблюдения его, необходимо остановиться подробнее на непосредственных причинах их возникновения и необходимых мероприятиях для их избежания и исправления.
1. Закал фиг. 42
Наружные и внутренние растягивающие и сжимающие напряжения
Причины появления: 1 чрезмерно быстрое высыхание поверхности, вызванное: а слишком высокой температурой, б слишком низкой влажностью или и тем п другим вместе;
2 неравномерная сушка, происходящая вследствие:
а слишком медленной или неравномерной циркуляции,
б слишком больших и резких колебаний температуры и влажности.
Способы предотвращения: во избежание закала следует: 1 применять более высокую влажность и более низкие температуры; 2 ускорять циркуляцию и делать ее равномерной; 3 добивать более равномерного регулирования температуры и влажности; 4 учащать периодическое пропаривание; 5 делать частые испытания на закал и распределение влаги.
Способы исправления: 1 поддерживать относитель
ную влажность в 70 85 в течение продолжительного периода от 6 до 18 час. в зависимости от породы и толщины пиломатериалов; 2 во время пропарки древесины поддерживать быструю циркуляцию.
2. Поверхностные трещины фиг. 43
Причины появления: 1 чрезмерная быстрота высыхания поверхности по сравнению с серединой в первоначальный период сушки; 2 неравномерная сушка, происходящая вследствие: а недостаточной и неравномерной циркуляции; б укладки, при которой концы досок выдаются из штабеля; в вообще неправильной укладки; 3 капанья воды с потолка; 4 трещин, появившихся во время воздушной сушки.
Способы предотвращения: 1 обеспечение лучшей
циркуляции; 2 применение высокой влажности в начале процесса сушки; 3 частое периодическое пропаривание; 4 лучшая укладка; 5 надежная изоляция потолка или проведение отопительных змеевиков под потолком; 6 применение узких прокладок.
Фиг. 43. Поверхностные трещины дубовой доски
Этот дефект не может быть исправлен, но дальнейшее появление трещин может быть предупреждено тем же самым способом, который применяется для устранения
зш ала.
Иногда трещины закрываются, если проводится осторожная и равномерная сушка во все время процесса т. е. до момента низкого содержания влаги в древесине.
3. Неравномерная сушка
Причины появления: 1 резкое различие температуры и влажности в разных местах камеры; 2 слишком сильное колебание температуры и влажности; недостаточность регулирования; 3 недостаточная или неуравновешенная циркуляция короткие течения; 4 неправильная vкладка пиломатериалов: а слишком плотно, б концы свешиваются; 5 утечки через двери неплотное закрывание; 6 капанье с потолка; 7 утечка пара через трубы.
Способы предотвращения: 1 исправление обогреваюireii еистемь калориферы: а ремонтом для прекращения утечки пара, б воздушным продуванием труб, и п 'вышенргем давления пара, г переустройством обогревающей системы, д введением автоматического регулирования; 2 урегулирование циркуляции путем: я. урегулирования отдушин в штабелях, б подачи со
ответственного количества свежего воздуха, в изменения направления циркуляции, ремонта дверей, г оставления большого пространства для воздуха в штабелях, д установки осевых вентиляторов для направления паровых струй.
Способы исправления: 1 частое периодическое пропаривание; 2 пропаривание или установление высокой влажности в конце процесса; 3 оставление пиломатериалов на более продолжительное время в сухих складах.
4. Коробление, скручивание фиг. 44 Причины появления:
Фиг. 44. Искривление досок коробление в результате неправильного размещения прокладок в штабеле
1 неправильная укладка на тележки: а неровные прокладки, слишком малое количество их, неправильное их размещение; б свешивающиеся со штабеля концы;
2 неправильная циркуляция: а слишком плотно сложенные пиломатериалы, б застаивающаяся вентиляция, двери с утечкой, в плохо спроектированная камера;
3 слишком сильный закал.
Способы предотвращения: 1 тщательная укладка
досок и прокладок одинакового размера: а достаточное количество прокладок и их правильное распределение, б установка концов прокладок на одной линии с концами досок, никаких свешивающихся концов, в увеличение пространства для воздуха между досками, проход труба в центре штабеля; 2 усовершенствование циркуляции: а тщательная укладка,
б очистка всех каналов, более высокая кладка, в изменение направления воздушных течений в камере,
г ускорение циркуляции с помощью пароэжекционных установок дутьем паровых струй, воздуходувками вентиляторного типа, водяными брызгами, конденсационными змеевиками; 3 предотвращение закала; 4 помещение тяжелых грузов на верхнюю часть штабеля.
Способы исправления: 1 устранить закал; 2 удалить пиломатериалы из сушилки и вновь переложить их правильно; опять поместить в сушилку и пропаривать при высокой влажности в течение 6 24 час. Продолжить процесс сушки, применяя менее суровый режим сушки.
5. Внутренние трещины фиг. 45
Фиг. 45. Внутренние ситовидные трещины полый рог. Разрез 12-слс дубовой доски. При внешней целости доски трещина обнаружена после опиловки конца доски
Причины появления: 1 закал с последующим появлением поверхностных трещин вследствие: а слишком сурового режима сушки, б сушки с недостаточным периодическим пропариванием после появления поверхностных трещин, в сушки без повышения влажности после появления поверхностных трещин.
910
А. М. ВАРАКС
Способы предотвращения: 1 предотвратить появле
ние поверхностных трещин и закала путем более умеренного режима сушки; 2 применять частое периодическое пропаривание; 3 урегулировать циркуляцию сквовь штабеля.
Способов для устранения уже появившихся внутренних трещин не существует.
В легких случаях можно остановить развитие внутренних трещин частым пропариванием и применением более низких температур при более высокой влажности.
6. Торцевые трещины фиг. 46
Причины появления: 1 слишком быстрое высыхание у торцов и слишком медленное у середины; 2 неодинаковые прокладки, неправильно размещенные; 3 свешивающиеся с торцов штабеля концы; 4 слишком большая циркуляция у торцов и недостаточная внутри штабеля;
5 утечка через двери вследствие неплотности закрывания;
6 трещины, имевшиеся налицо до сушки.
Фиг. 46. Торцевые трещины на дубовом брусе
Способы предотвращения: 1 исправить укладку:
а поместить прокладки в одну линию с концами досок
в одном конце штабеля и как можно ближе у другого конца, б оставить достаточно пространства для прохождения воздуха в штабелях; 2 обеспечить направление движения воздуха так, чтобы заставить проходить его через штабеля; 3 закрасить торцы досок водо-теплонепроницаемым материалом: а асфальтом или дегтем,
б смолой с сажей подогретой; 4 отпилить расщепленные концы перед укладкой.
Если повреждение появилось, оно уже не может быть неправлено. Дальнейшее развитие его может быть предотвращено первоначальным пропариванием, а ватем сушкой при более высокой влажности и продолжающимся периодическим пропариванием.
7. Сырые пятна и плесень
Причины появления: 1 плохая циркуляция; 2 слишком высокая влажность и слишком низкая температура.
Способы предотвращения: 1 ускорить циркуляцию;
2 поддерживать температуру сушки выше 63Ц.
Способы исправления: 1 пропаривать в течение часа
при 71Ц; 2 кончать сушку при температуре выше 60Ц.
8. Синие пятна синева
Причины появления: 1 медленная естественная сушка во влажном климате; 2 неправильная укладка.
Способы предотвращения: 1 сушить в сушилке немедленно после распиловки; 2 мочить в растворе соды.
Для устранения появившегося дефекта средств не существует.
9. Коричневые пятна
Причины появления: сушка при слишком высокой температуре.
Способы предотвращения: 1 применять более умеренный режим сушки; 2 ускорить циркуляцию.
Средств для устранения дефекта не существует.
10. Красные пятна
Причины появления: 1 паровые трубы имеют
утечку; 2 острый пар ударяет в пиломатериалы;
3 слишком много пропаривания.
Способы предотвращения: 1 исправить трубы для
прекращения утечки; 2 применять более низкое дарение пара, если трубы близки к штабелю; 3 подмешивать свежий воздух в ;паровые струи, прежде чем они коснутся пиломатериалов. ‘
Появившийся дефект неустраним.
Из всех перечисленных выше дефектов самым серьезным является закал, так как он является причиной целого ряда других дефектов. Поэтому особенно.надо следить за тем, чтобы избежать в процессе сушки закала; этим самым увеличатся шансы на высушивание древесины бее таких дефектов, как внутренние трещины, коробление, скручивание и пр.
Чтобы освободить совершенно древесину от напряжений, нужно режим, применяемый от аакала древесины, поддерживать в течение 6 18 час. беспрерывно. Но если вакал очень силен, т. е. если напряжения очень велики, то может оказаться необходимым и более длительное применение режима против закала. Период 6 18 час. применим для сортимента толщиной 25 мм, а более толстые сортименты требуют большей продолжительности этого режима.
Содержание
Температура в Ц
Относитель
влаги
ная влаж
в древесине
твердые
мягкие
ность воздуха
в
породы
породы
В _
15 18
71-81
81 и выше
90 95
10 12
71 81
81 80-85
6-8
7.1 81
81 65-75
Довольно часто для освобождения древесины от закала применяется кратковременная пропарка при 100-ной относительной влажности. Однако прцменение этого способа не рекомендуется, так как он вызывает вакал о обратным напряжением и в результате древесина все же будет коробиться при раэделке раскройке. Необходимо помнить, что после применения любого из режимов для освобождения от вакала следует при охлаждении древесины поддерживать высокую влажность.
Напряжения от вакала уменьшаются также от длительного пребывания древесины в штабелях не меньше 1 2 месяцев, так как это дает возможность влаге распределиться более равномерно.
в Правила укладки довок в штабеля для сушки в камерах
Неправильная укладка лесоматериалов влечет ва собой ряд серьезных дефектов поверхностные трещины, неравномерную сушку, коробление, скручивание, торцевые трещины, синеву и пр. Поэтому необходимо очень тщательно следить ва правильностью укладки. По высоте доски должны быть уложены друг над другом по одной вертикальной линии; один горизонтальный ряд досок от другого отделяется прокладками, уложенными перпендикулярно к доскам; прокладки также укладываются друг над другом по одной вертикальной линии через 1 2 м в одном горизонтальном ряду в зависимости от толщины сушимого материала. Прокладки должны быть сделаны из совершенно здоровой и сухой древесины и по возможности пропитаны водным антисептиком. Ширина прокладок обычно в 112 раза больше их толщины. Нормально толщина прокладок принимается равной при толщине досок до 50 мм в 25 мм, при толщине досок выше 50 мм в 35 мм. В камерах с реверсивной циркуляцией воздуха доски выкладываются почти вплотную боковыми кромками одна к другой, а в камерах других конструкций между досками в одном горизонтальном ряду оставляются промежутки зазоры с расчетом, чтобы сумма их составляла в среднем 30 ширины штабеля; размер прокладок в камерах с реверсивной циркуляцией увеличивается на 1 112 см против обычных указанных размеров; делается это для облегчения поперечной циркуляции воздуха через штабель. Высота
ЗАГОТОВКА, ХРАНЕНИЕ, ТРАНСПОРТИРОВКА И СУШКА ДЕРЕВА
штабеля в зависимости от конструкции камеры колеблется в пределах от 2 до 3 м. Точно так же и ширина штабеля может быть от 1,2 до 2,5 м.
Торцы досок не должны выходить за габариты штабеля, в противном случае материал трескается. Вообще нельзя допускать свисания торцов; это влечет за собой помимо растрескивания также неравномерную сушку и коробление. Крайние вертикальные ряды прокладок должны отстоять не более чем на 0,15 0,25 м от торцов досок и не быть на весу, а упираться в вагонетку или в опорный брус, лежащий на этой вагонетке. Штабеля выкладываются на специальных вагонетках-трэках фиг- 47. Трэк
j
Фиг. 47. Трэк для штабеля с продольной выкладкой пиломатериала
дает простейший надежнейший тип вагонеток и состоит ив двух параллельных швеллеров 8 или 10 прокладками между ними. Швеллеры соединены болтами. В промежутке, образуемом прокладками, имеются два колеса на роликовых подшипниках. Колеса могут быть чугунные со стальным стаканом. Трэки под штабеля устанавливаются так, чтобы расстояние их от конца штабеля было не больше 0,3 0,5 м в зависимости от толщины досок.
г Устройство камер, их планировка и обслуживание
Основное требование, предъявляемое к сушильным камерам, их термическая изоляция и малая влагопроводность. В этом отношении хороши стены в 21, кирпича в воздушной, опилочной или шлаковой прослойкой в 0,5 кирпича силикатный кирпич для постройки сушилок исключается. Потолок камер точно так же должен быть тщательно утеплен. Особое внимание следует уделять тепловой изоляции дверей. Лучше всего делать двери сдвижные, подвесные на рельсах, но при небольшом количестве камер можно сделать и распашные. Управление камерой паровые вентили, рычаги шиберов и пр. должно быть вынесено наружу в нишу или в специальный коридор управления. При постройке камер о реверсивными вентиляторами должна быть обеспечена надежная смазка вращающихся частей вентиляционной установки. Здание сушилки обычно располагается непосредственно перед цехом, куда подается высушиваемый материал. Загрузочная сторона здания камер должна находиться со стороны склада сырого пиломатериала, выгрузочная ближе к цеху. С выгрузочной стороны помимо путей в цех должен проходить путь на склад сухого материала. Остывочное отделение, как показал опыт, замедляя охлаждение материала, уменьшает поверхностную засушку и облегчает последующую его строжку. Желательно также после сушки подвергнуть материал действию горячего влажного воздуха пропарки в течение 15 30 мин. При лесосушилке обязательно должно быть предусмотрено помещение для лаборатории.
4. Вторичная обработка древесины в рас кройном цехе
1 Общие сведения
Продукция лесозавода при распиловке бревен на пиломатериал примерно разбивается на следующие виды:
1 брусья и доски 70;
2 пиленая мелочь 12 14
3 опилки 12;
4 дровяные срезки 4 6.
Первые два вида продукции после просушки идут непосредственно в дело.
Опилки идут целиком в энергетическое тепловое хозяйство или частично после отсева и подсушки используются как сырье для выработки, древесной муки и крошки, как продукт-наполнитель для изготовления пластмасо ксилолит, линкруст, линолеум, как добавка к глине для изготовления пористого кирпича, силикат-органиков, теплобетона и тому подобных строительных материалов.
Дровяные обрезки используются главным образом как топливо в дробленом виде щепа или после сортировки и очистки как сырье для изготовления пластмасс месонит. Понятие пиловочная мелочь включает также такие стройматериалы, как планки, рейки, косые шпонки, штукатурная дрань бакуля и бруски штукатурные реечные маты.
Организация выработки той или иной мелочи зависит от потребности и количества исходного сырья горбов и реек; первый отход получается при распиловке бревна на основном ©танке лесопильного завода лесопильной раме или ленточной пиле, второй при обрезке кромок доски и брусьев лафета на обрезном станке. Главная масса пиломатериалов в виде брусьев разного сечения и чистообрезных досок идет после сушки непосредственно в дело на стройдворы. Необрезные же доски после сушки идут в раскройный цех лесозавода или транспортируются в районные или припостроечные стройдворы
Наличие раскройного цеха позволяет отгружать в стройдворы производственные заготовки, идущие в дальнейшую обработку в стройдворах по своему непосредственному назначению в строго рассортированном по деталям виде.
Местонахождение раскройного цеха зависит от следующих обстоятельств:
а если лесозавод должен обслуживать только стройдвор какого-либо крупного строительства, целесообразно расположить раскройный цех при стройдворе. Это особенно удобно в тех случаях, когда лесозавод находится на одной территории со стройдвором и входит таким образом в состав комбината подсобных предприятий при данном строительстве;
б если лесозавод имеет районное значение и своей продукцией обслуживает сразу потребность нескольких строительств, более целесообразно с точки зрения наилучшего использования древесины расположить раскройный цех при лесозаводе. В этом случае раскройный цех готовит и выдает производственные заготовки непосредственно по заказам отдельных строительств или районного стройдвора, причем последний может находиться не при заводе, а в более или менее отдаленном расстоянии в зависимости от экономических выгод транспортировка готовых изделий.
912
A.M. БАРАКС
:2 Транспортирование пиломатериалов с завода
Для перевозки рядовых пиломатериалов на отдельные стройки района может быть использован водный или железнодорожный транспорт.
При наличии водного транспорта стройматериалы, выпускаемые с завода с устойчивой влажностью не более 15 18, грузятся в баржи, шаланды или иные лесовозные суда, обязательно в трюм и в сухую погоду. Укладка пиломатериалов в трюме при устойчивой влажности не требует каких-либо прокладок, вентиляционных каналов или колодцев и может производиться вплотную с заполнением всего габарита трюма, поскольку пиломатериал устойчивой влажности не боится поражения грибками.
При наличии железнодорожного транспорта укладку пиломатериала желательно производить в крытые железнодорожные вагоны, но не исключена возможность пользования и открытыми платформами при обязательном соблюдении укладки пиломатериалов в сухую погоду и в плотную массу, чтобы не дать проникнуть сырости внутрь штабеля.
Размеры пиломатериалов особой роли не играют, но желательно, чтобы наибольшая длина пиломатериала не превышала длины железнодорожного подвижного товарного состава, поскольку погрузка длинномера на две платформы всегда сопряжена с потерей полезной грузоподъемности платформ. Если, пиломатериал отгружается с биржи лесозаводов как рядовой, никакой торцовки для забеливания, т. е. для получения чистых торцевых отрезов, не требуется во избежание порчи пиломатериалов при перевозке в условиях переменной влажности.
3 Обработка полуфабрикатов на стройдворах
Дальнейшая и окончательная распиловка и обработка заготовок в полуфабрикаты и готовые детали изделия могут производиться на районных или местных стройдворах.
Районные стройдворы по схеме генерального плана включают следующие цеха и складские устройства фиг. 48.
а Биржа пиломатериалов или склады-навесы для приемки и хранения поступающего на производство сырья или полуфабрикатов.
Возможны следующие варианты:
1. Сырье на биржу поступает в виде рядовых пиломатериалов в сыром виде. В этом случае биржа пиломатериалов устраивается так ж'е, как при лесопильном заводе с укладкой пиломатериалов в штабеля воздушной сушки.
2. Биржа связана железнодорожными путями с сушильным хозяйством, каковое в этом варианте и должно обязательно быть запроектировано по пропускной способности на 100 оборота биржи с тем, чтобы пиломатериал, поступающий в обработку, ни в коем случае не имел влажности выше устойчивой 15 18.
Между сушильными камерами и заготовительным цехом обязательно устройство склада-навеса для сушки пиломатериалов, для равномерного распределения остаточной влажности по всей толщине доски и предохранения сухого пиломатериала от неблагоприятных атмосферных влияний. В этом складе пиломатериал хранится без перекладки на вагонетках или сушильных трэках либо складывается в плотные пакеты тиры. Во избежание штучной перевалки грузов склад должен быть оборудован подвесными талями-кошками грузоподъемностью 1х2 2 га.
4 Цех и его основное оборудование
Цех охватывает три основных процесса:
1 поперечная и продольная раскройка доски на заготовки с последующей сортировкой, 2 острожка деталей и 3 выделка деталей заготовок в чистоте.
Если размер производства невелик и требует при сборочных процессах до 60 человек в смену, первый и второй процессы можно запроектировать в одном вдании, объединив раскрой и первичную основную острожку пиломатериалов первый вариант. Этот вариант имеет то неудобство, что пиломатериал приходится сразу направлять в два потока, поскольку не все детали требуют острожки. Лучшие результаты в смысле четкости производственного процесса дает второй
Фиг. 48. Схема районного стройдвора
ЗАГОТОВКА, ХРАНЕНИЕ, ТРАНСПОРТИРОВКА И СУШКА ДЕРЕВА 913
вариант выделение раскройного отделения в самостоятельный цех.
а Раскройное отделение
Раскройное отделение должно иметь следующие станки:
1 Поперечно-пильные станки. Эти станки работают при помощи циркульной
пилы двух типов маятника с вертикальной фиг. 49 или горизонтальной поI двеской фиг. 50 педальная пила и консольного станка фиг. 51, где пила подается или на салазках или шарнирно-рычажным сочленением в виде параллелограма. Изображенный на фиг. 49 маятниковый станок поворотного типа и консольные станки могут работать на циркульных пилах малого диаметра и давать чистый
Продольно-пильные станки строятся с ручной и с автоматической подачей. Последним следует
пропил в разных плоскостях, не меня
шя способа подачи той же доски под распиловку. Производительность поперечно-пильных станков колеблется в пределах 18 36 резов в минуту при средней ширине доски в 15 см, т. е. 2,5 5,4 л чистого пропила в минуту. Все типы поперечно-пильных станков имеют обычно подающие столы с роликами на деревянной станине, которые располагаются или по-
'Щ- Jgfc
Фиг. 49. Поперечнопильный станок маятник с вертикальной подвеской поворотного типа
Фиг. 50. Поперечно-пильный станок с горизонтальной подвеской педальная пила
перек или чаще вдоль оси здания с непосредственным примыканием рельсовых путей, идущих от промежуточного склада для подачи досок на вагонетках или сушильных траках. Очень удачным приспособлением для подачи пиломатериалов к станку является подъемный трап фиг. 52 в конце рельсового пути. Вагонетка в этом случае закатывается на трап, который при помощи электромотора с кнопочным управлением всегда держит верхний ряд досок на уровне подающего стола и сильно облегчает работу станочника при подаче на стол поперечно-пильного станка.
2 Продольно-пильные станки. Режущим инструментом такого станка фиг. 53 также служит циркульная пила. При продольном раскрое укороченные по основным размерам доски распускаются вдоль на бруски и планки.
Фиг. 51. Поперечно-пильный консольный станок
отдавать предпочтение не только из-за более быстрой подачи, но главным образом ввиду правильности и чистоты реза. Производительность продольно-пильных станков при ручной подаче от 2 до 8,0 л, при автоматической от 8,0 до 60 л и выше в минуту.
г ft I
' _.
г
б
Фиг. 52. Подъемный трап для подачи пиломатериалов к станку: а в начале разгрузки штабеля; б в конце разгрузки штабеля
Раскроенный таким образом пиломатериал обязательно требует сортировки и последующего раскроя как вдоль, так и поперек или на тех же станках или на станках, дополнительно поставленных в поток по ходу.
3 Транспортеры. При более крупных размерах производства с первых двух станков
914
А. М. БАРАКС
ваготовки попадают на специальный ленточный или пластинчатый транспортер, где на ходу производятся сортировка и отбор деталей, а брак и отходы проходят весь транспортер, откуда сваливаются на вращающийся диск где производят окончательный отбор мелких брусков и планок для последующей сборки на автоматах в более крупные детали путем вырезки шпунта и гребня вдоль кромки и склейки в одно целое.
Фиг. 53. Продольно-пильный станок
Изготовленные таким образом черновые детали либо поступают дальше в строгальное отделение либо, если острожки не требуется стойки, каркас, балки, стропила, непосредственно на склад готовых изделий, где подвергаются маркировке, а иногда перед выпуском новой серии идут в пробную сборку на площадку сборочный стэнд. Такие элементы, как балки на пластинчатых нагелях, стандартные стропильные фермы, косяки для кружально-щитовых сводов, идут на стэнд для окончательной сборки и проверки под лекало и для пробных нагрузок.
В раскройном отделении при наличии заготовок для кружал устанавливается ленточная пила средних размеров с пилой 50 75 мм ширины для выпиловки кривых под шаблон. Производительность ленточных пил для подобных работ невысока, поскольку подача применяется вручную 2 5 ммин чистого реа.
В раскройном отделении при наличии крупных деталей элементов стен, перекрытий и стропильных ферм применяется рельсовый транспорт на вагонетках или платформах, непосредственно связанный со сборочной площадкой; при наличии же мелких деталей столярно-строительных безрельсовый транспорт на подъемных ручных тележках или электрокарах.
Черновые заготовки столярно-строительных конструкций поступают в строгальное отделение, где и подвергаются дальнейшей обработке.
б Строгальное отделение
В строгальном отделении ставятся следующие станки:
1 Трех- или четырехсторонний строгальный станок тяжелого тип а фиг. 54 и высокой производительности с автоматической подачей 24 60 ммин и выше. Строгальные станки новейших конструкций обязательно снабжаются так называемой гладильной ножевой коробкой для обработки лицевой стороны заготовок начисто.
2 Шипорезные станки тяжелого типа для обработки косяков и коробок на шип. Шипорезные станки бывают одноили двухсторонние; в процессе обработки тор
цов сначала производится обрезка детали точно по размеру, а затем отборка шипов. Подача на таких станках обычно автоматическая цепная; скорость подачи 0,5 1,5 ммин чистой отборки шипов.
Фир. 54. Четырехсторонний строгальный станок тяжелого типа
3 Ц е п н о-д олбежные станки для выборки гнезд для сквозных шипов в крупных балках и брусьях. Цепно-долбежные станки фиг. 55 очень удобны для массовой стандартной работы, отличаются высокой производительностью
Фиг. 55. Цепно-долбежный станок
от 0,01 до 0,06 мсек и точностью обработки профиля, так как режущим инструментом у этого станка служит бесконечная шарнирно-фрезерная цепь, причем на каждый размер и профиль устанавливается специальная цепь. Бесконечная цепь натягивается между двумя вертикальными ввез дочками, закрепленными в скользящем верти-: кальном суппорте. При выборке глухих шипов эти станки не всегда удобны, поскольку дно гнезда получается полукруглое по профилю цепи И диаметру обводной звездочки. В случае необ-1 ходимости вачистки таких гнезд требуется уста-i новка долбежного станка с ручной подачей.
4 Переносные электросверла. Часто для васверливания отверстий под круглые
ЗАГОТОВКА, ХРАНЕНИЕ, ТРАНСПОРТИРОВКА И СУШКА ДЕРЕВА
915
нагели шканты и для болтовых отверстий на сборочной площадке устанавливаются переносные электросверла с ручной подачей фиг. 56. Электрические сверла дрели есть разных типов: а одноручные револьверного типа,
б двухручные и в с опорной площадкой. Сверла
Фиг. 56. Переносное электросверло е ручной подачей
последнего типа дают более точную работу и центровку дыр, сверла же нажимные, где при работе вся дрель с мотором вывешивается на руках, требуют хорошей квалификации и физической выносливости рабочих. Часто однако переносные электрические дрели уводят сверло от центра, особенно если приходится работать длинно-проходными сверлами.
5 Многошпиндельные стационарные станки считаются лучшим типом сверлильных станков фиг. 57. Отдельные сверла насаживаются на гибкие раздвижные
Фкг. 57. Многошпиндельный стационарный сверлильный станок
шпиндели и притом не только в одной плоскости, но и под равными углами. Этот тип станков дает наивысшую производительность и точность обработки. Часто перед пропуском эаготовок через четырехсторонние станки требуется в целях более точной сборки деталей предварительная обработка под угол или профуговка основной, опорной плоскости доски или бруса. Такие работы производятся на фуговочных станках фиг. 58 обычно с ручной подачей, т. е. со средней производительностью 4 mJmuh.
В этих случаях фуговочные станки ставятся перед четырехсторонним строгальным станком. Для тонкого обшивного материала фуговочный станок не нужен, и заготовки сразу пропускаются через четырехсторонний строгальный станок лицевой стороной вниэ через гладильные ножи.
6 Ребровый и ленточно-делительный станок. При заготовке большого количества тонкой обшивки лесозавод для удобства транспорта и сушки выпускает иногда
доски не одинарной, а двойной и тройной ширины
о последующим после сушки раскроем их на ребровом или ленточно-делительном станках., Ленточно-делительные станки имеют при прочих равных условиях производительность примерна в два раза меньше ребрового станка до 44 mJmuh. Для этого вида работ на ребровых станках ставятся обязательно циркульные, так называемые конические пилы для уменьшен., ширины пропила. Следует отметить, что разводка, правка и рихтовка конических пил требуют высокой квалификации инструменталыцика-пилостава.
Фиг. 58. Фуговочный станок с ручной подачей
7 Бандажи-футляры. При производстве на районных стройдворах деталей деревянных конструкций последние изготовляются в виде полуфабрикатов остроганные и нарезанные до стандартных размеров, но с припусками, бее обработки торцов и без васверловки дыр, так как при последующем транспорте чрезвычайно трудно сохранить торцы от механических повреждений. Если почему-либо детали требуется доставить на место стройки в окончательно обработанном виде, в этих случаях практикуется упаковка деталей пакетами с заделкой концов специально-патентованными бандажами-футлярами с обратной доставкой последних после приемки деталей на стройке. В пределах СССР это является еще новинкой и нигде практически не применялось.
Если местные стройдворы не получают готовых деталей, а заготовляют их сами, то как оборудование, так и порядок обработки и сборки остаются те же. Разница только в мощности механического оборудования цехов. В процессе механической обработки деталей и заготовок деревянных конструкций на месте производства, особенно в строгальном отделении, скапливается большое количество отбросов в виде главным образом стружки, опилок и срезков. Общее количество отбросов достигает 20 45 от массы пропущенной: через цеха древесины. Поэтому механизация транспорта отбросов и дальнейшая их утилизация играют немаловажную роль при удешевлении стоимости производства. Транспорт отбросов, как общее правило, пневматический при помощи эксгаусторной установки. Станковая стружка находит применение в смеси с древесной шерстью для изготовления фибролита, а опилки, отсев стружки и срезки идут в топливо.
916
А. М. БАР ARC
Заготовительное отделение
Раскройное и строгальное отделения имеют непосредственную связь с заготовительным отделением, где производится механическая обработка заготовок для изготовления столярностроительных деталей, главным образом оконных переплетов и дверных полотен. Заготовки в этот цех попадают через промежуточный склад от раскройного отделения.
В заготовительном отделении должны быть в порядке последовательности технологического процесса обработки заготовок установлены следующие станки:
1 Фуганок фиг. 58 для обработки двух основных опорных плоскостей под угол. Подача и пропуск на этих станках главным образом ручные. Каждая деталь в процессе фуговки пропускается в среднем 2 3 раза, что и следует учитывать при подсчете производительности станка. Если же благодаря неумелой сушке у заготовок имеется продольный изгиб, то многократность пропуска увеличивается и полезная производительность станка падает.
2 Пропускной строгальныйстан о к рейсмус для обработки деталей на заданную толщину и ширину. Эти станки обычно имеют автоматическую роликовую подачу от 8 до 24 ммин. Заготовки приходится пропускать через станок при нормальном допуске 3 мм один или несколько раз.
3 Фрезерный станок фиг. 59 для выборки калевки, фасок, четвертей, пазов и т. д. Фрезерные станки обычно имеют ручную подачу из-за разнообразия встречающихся профилей. Производительность 2,5 4,0 ммин в зависимости от профиля обработки.
Фиг. 59. Фрезерный станок для выборки калевки, фасок, четвертей, пазов и пр.
4 Шипорез комбинированный станок для обработки торцов деталей на шип с оторцовкой заготовки точно по длине перед зарезкой шипа и проушин. Наиболее современными являются станки с двухсторонней автоматической подачей. Как указывает название, на этих станках ведутся обработка и зарезка шипов одновременно с обеих сторон при автоматической подаче. Производительность таких станков до 50 заготовок в минуту, или 100 шипов 2,0 3,5 ммин чистого резца.
5 Цепно-долбежный станок фиг. 55 для выборки гнезд. Если при сборке строительных деталей употребляются не сквозные шипы, а круглые нагели на соединение впритык как это имеет место на ряде фабрик по изгото
влению дверных полотен в США, вместо шипорезов и цепно-долбежных станков употребляются специальные автоматы по изготовлению круглых нагелей шкантов и автоматы по 8асверловке дыр и вставке шкантов на клей. В СССР этот способ соединения еще не привился, несмотря на ряд преимуществ по быстроте и точности сборки, экономии материала до 10 и прочности соединения.
6 Автоматы для получения филенок, щитков и тому подобных деталей устанавливаются после фуганков отдельным потоком и служат для припазовки и склейки отдельных дощечек в щиты станок Раймана.
7 Веерные пресса для склейки впритык или на шипы пластинчатые или круглые.
Фиг. 60. Трехбарабанный шлифовальный станок
После склейки и обрезки щитов по размерам на формоточном циркулярном станке трекпильном последние обрабатываются на пропускном станке на заданную толщину и поступают в промежуточный склад сборочного цеха или пропускаются предварительно череэ цилиндрические двух-, трехбарабанные шлифовальные станки фиг. 60. Чаще шлифовальные станки устанавливаются в сборочном цехе, поскольку шлифовка изделий относится к отделочным процессам.
Производительность современных деревообделочных станков весьма высока, например при одном автомате Раймана, одном шипорезе и двойном комплекте остальных станков производительность однопольных пятифиленчатых дверей можно довести до 6 000 шт. в смену.
Основное правило при размещении станков в заготовительном цехе состоит в том, чтобы расстановка станков соответствовала последовательности процесса обработки без возвратных движений заготовок. Внутрицеховой транспорт применяется обычно безрельсбвый на подъемных платформах как наиболее гибкий и менее всех остальных видов мешающий работе и обслуживанию станков. Уборка отбросов опилок и стружки исключительно пневматическая. Между заготовительным цехом и сборочным желательно иметь промежуточный склад деталей для бесперебойности сборочных процессов. Емкость промежуточного склада должна быть не меньше, чем на двойной постоянно переходящий запас деталей дневной производительности сборочного цеха. Так как при обработке заготовок в массовом количестве никогда не удается использоЕать всю древесину по прямому назначению и часть ее 6 10 составляют отходы брак и недомерок, всегда приходится ставить вопрос об использовании этих отходов на нужды того же строительства. Лучшее применение для отходов на рейки длиной от 0,5 до 2,0 лс, сечением 8 X 10.
ЗАГОТОВКА, ХРАНЕНИЕ, ТРАНСПОРТИРОВКА И СУШКА ДЕРЕВА 917
10 х 10, 10 X 12 мм для изготовления строительных штукатурных матов. Станки, употребляемые для этого производства, в достаточной мере специализированы и автоматизированы. По существу требуются два станка: 1 многопильный реечный станок, 2 автомат для вязки матов фиг. 61. Вязка матов требует оцинкованной проволоки толщиной 0,6 и 1,2 мм.
Короткие обрезки разной ширины и толщины идут как исходное сырье на выработку деталей как в самих строениях, так и передвижной фа-
Фиг. 61. Автомат для вязки матов
нерованной мебели для нужд строительства. Заготовка из мелочи склеенных брусков производится на автомате Раймана и веерных прессах в том же заготовительном цехе.
б Сборочный цех
Сборочный цех в стройдворах размещается обычно в двух отделениях: а сборочной площадке и б сборочном отделении стройдеталей.
1 Сборочная площадка стэнд служит для сборки частей элементов зданий, там же обычно производят и сборку щитов с заполнением их различными изоляционными материалами. Обычно она разбивается под открытым небом на стелажах, где производится сборка каркасов и стропильных ферм. Оборудование ее состоит главным образом из переносных или подвесных электродрелей, механических отверток, рубанков, сверл для высверливания сучков, ручных молотков, набора лекал и шаблонов. Все оборудование хранится в кладовых при площадке. Рядом обычно располагают крытый навее для сборки щитов элементов стен зданий.
2 Сборочное отделение стройдеталей, поскольку там широко применяется клейка деталей, всегда устраивается в теплом, отапливаемом здании. Оборудование его состоит из сборочных верстаков, приводных механических вайм и шлифовальных станков. Процесс сборки строительных деталей ведется бригадами поточно.
При сборочном цехе в отдельном изолированном помещении устраивается клееварка с расстановкой клеевых бачков на водяной бане около сборочных верстаков и вайм.
При хорошо организованном заготовительном цехе и последующей сортировке и браковке заготовок в сборочном цехе не требуется набора
ручного столярного инструмента кроме стамесок, ножовки и рубанка с двойной железкой для зачистки изделий после сборки.
Над сборочными верстаками обязательно размещение электросверл для высверливания и заделки сучков.
Сборочные ваймы представляют собою станину с механическим приводом, приводящим в движение при помощи червячных передач параллельные бруски-зажимы. Между зажимными брусками внутри, на опорной плоскости ваймы располагается собранный насухо оконный переплет или дверное полотно, которые при помощи зажимных брусков обжимаются после обмазки шипов клеем до отказа под прямой угол. После обжима производится расклинка шипов или засверловка и загонка нагелей.
За сборкой следуют процесс зачистки сопряжений, заделка сучков и шлифовка собранного изделия.
Грунтовка изделий в сборочных цехах не производится; все малярные работы переносятся в отдельное помещение малярноотделочного цеха. При крупных размерах производства грунтовка и окраска изделий производятся при помощи пульверизаторных аппаратов с последующей сушкой изделий в тоннельных или коридорных сушильных камерах с паровым обогревом.
Готовые изделия хранятся в специальных складах, где главное внимание обращается на хорошую вентиляцию помещений, защиту изделий от прямых солнечных лучей и тщательную укладку изделий на правильно и прочно установленные фундаменты без каких-либо перекосов.
Следует помнить, что нарушение одного из этих условий хранения готовых изделий влечет за собой их растрескивание и коробление, особенно если влажность древесины превышает устойчивую влажность для данных условий и ивделие находится в состоянии воздушно-сухой древесины. В последнем случае нужно обращать внимание на вентиляцию, так как изделия при повышенной влажности не застрахованы от загнивания, поскольку граница интенсивного поражения древесины грибками соответствует примерно 19 влажности.
ЛИТЕРАТУР
1. Ткаченко М. Е., Концентрированные рубки, Селыозгиз, 1931 г.
2. Шмелев А. Е. и Дашевский Э. Д., Механизация лесозаготовок, ГНТИ, 1931 г.
3. П р о т а н с к и й В. В., Сыромятников С. А., Заготовка и транспорт леса, Архангельск Сев. изд., 1932 г.
4. Ленинградский институт по повышению квалификации адм.-технич. персонала, €Сухопутный транспорт леса, Гостехиздат.
5. Лебедев В. И., Дефекты древесины, вызывающие клеймсы при экспорте пиломатериалов, Архангельск
1931 г.
6. Яновский Лавр, Сплав леса, Гослестехиздат, 1935 г.
7. Быков А. И., Варповальные лодки, Гослестехиздат, 1933 г.
8. Н и к о л ь с к и й В. Р., Молевой сплав и устройство запаней, Гослестехиздат, Свердловск 1932 г.
9. Чулицкий Н. Н., Исследование факторов и характеристик режимов сушки древесины, туды ВИАМ, вып. 13, 1934 г.
10. Селюгин Н. С., Сушка древесины, Гослестехиздат, 1936 г.
11.Кроль Б. А., Лесопильное производство, Гослестехиздат, 1933 р.
918
Ю. М. ИВАНОВ
12. Кроль Б. А., Деревообделочный завод, Гослестехиздат, 1935 г.
13. ЦБИТС и ВНИТО деревообрабатывающей промышленности, Оборудование деревообрабатывающая промышленность, вып. 3, Гослестехиздат, 1934 г.
14. 771 ршадский A. JI., Планирование и расчет производства строительных деталей, Гослестехиздат,
1932 г.
15. Дешевой М. А., Механическая технология дерева, ч. 1 и 2, ОНТИ НКТП, 1934 г., 1936 г.
16. Шейнов И. И., Новейшие типы деревообделочных станков, Гослестехиздат, 1934 г.
17. Квятковский М. Ф., Строительные деревянные маты, журн. Лесопромышленное дело 5, 1928 г.
18. Бараке А. М., Дефекты древесины в связи с искусственной сушкой, Лесопромышленное дело 9, 1929 г.
19. Лебедев А. Н., Сплотка долготья в пучки по способу Севзаплеспрома, Лесопромышленное дело 3,
1931 г.
1. Бкшап W., Handbok, Skogsteknologi, Stockholm 1922.
2. Gibbons W., Logging in the Douglas fir region, Washington. U. S. Department of Agriculture, Bulletin 711, 1918.
3. Hermann A., Neuzeitliche Einrichtungen zur Holzbearbeitung, Stuttgart.
T m a n 11 ThLe kib-drying of lumber, 4 ed. Philadelphia 1921.
5. Koehler A. and T h e 1 e n R., The kilndrying of lumber, New Jork 1926.
6. T h e 1 e n R., Kiln-drying handbook, Washington, U. S. Department of Agriculture, Bulletin 1136, 1929.
7. Warlimont P., Das kiinstliche Holztrocknen, Berlin 1929.
8. Mathewson I., The air seasoning of wood. Washington, U. S. Department of Agriculture, Bulletin 174, 1930.
9. Seaosoning, handling and car of lumber, Wac ton, U. S. Department of Commerce, 1928.
10. Technical notes of wood, Forest Products Laboratory, Madison, Wisconsin.
11. Tiemann H. D., Rational kiln-drying schedules, Southern Lumberman, Jan. 15, Febr. 15, March 15 1933.
12. Lundberg H., Angtorkning av sagvirke, Stockholm, Ingeni6rs vetenskaps Akademien, 1929.
13. Henderson H., The air seasoning and kilndrying of wood. New Jork 1936.
Инж. Ю. М. ИВАНОВ
III. ИСПЫТАНИЕ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ И СООРУЖЕНИЙ
1. Общие положения
Работа осуществленной конструкции неизбежно отличается от теоретических расчетных предположений, положенных в основу проекта. Это отличие, вызываемое условностью расчетной схемы, неоднородностью материала, недостатками выполнения, влиянием режима эксплоатации и другими факторами, особенно значительно в деревянных конструкциях.
Поэтому здесь непосредственный эксперимент более чем где-либо может оказаться единственным методом, позволяющим дать правильную оценку работы конструкции, а нередко и своевременно вскрыть недостатки проекта или производства работ.
В зависимости от поставленных требований конструкция может быть подвергнута:
а испытанию расчетной нагрузкой;
б испытанию до разрушения
Испытание расчетной нагрузкой1 позволяет:
4 определить величины общих деформаций и
2 дать общую оценку работы конструкции под нагрузкой и может быть произведено как в процессе производства работ и при сдаче в эксплоатацию, так и в условиях эксплоатации.
К испытанию расчетной нагрузкой прибегают в случаях:
а несоответствия качества материала проектным требованиям;
б низкого качества выполнения или введения новых методов производства работ, требующих проверки качества продукции;
в признаков недостаточной прочности конструкции например больших деформаций и т. д.;
г использования конструкции в измененных условиях нагрузки и режима;
д наличия значительных отклонений от расчета в работе конструкции или в характере воз действия нагрузки;
См. ТУ и Н 354.
е применения новых типов сопряжений или новой системы конструкции.
Испытание до разрушения включает в себя решение поставленных выше задач и кроме того позволяет:
1 проследить работу конструкции и развитие деформаций при дальнейшем возрастании нагрузки выше расчетной;
2 выяснить вид деформации разрушения;
3 определить наименьшую величину предельной разрушающей нагрузки или запас прочности конструкций.
Ввиду большой затраты средств и времени и потери испытуемого экземпляра конструкции испытание до разрушения применяется лишь в тех случаях, когда необходимо получить исчерпывающую оценку работы конструкции; как правило, изготовленные экземпляры конструкции испытываются до установки их на место.
Основным методом испытания деревянных конструкций и сооружений является статический метод.
В последнее время приобретает значение и динамический метод, позволяющий изучить работу конструкции в условиях ее эксплоатации при динамическом воздействии нагрузки междуэтажных перекрытий, подкрановых балок, кранов, эстакад, мостов и т. д.
В том случае, когда сооружение состоит ив ряда однотипных конструкций балки, фермы и т. д., выделяются один или два экземпляра последних, как правило, худшие по качеству, по результатам испытания которых и делается оценка всего сооружения. Если отобранные экземпляры имеют особые индивидуальные недостатки, производится дополнительное испытание экземпляров, средних по качеству, результаты которого должны характеризовать основную массу элементов данного сооружения.
Одним из основных требований, предъявляемых к испытанию, является возможность распространен чя его результатов на другие экземпляры конструкции, одинаковые по типу и раз-
ИСПЫТАНИЕ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ И СООРУЖЕНИЙ 919
мерам с экземпляром, подвергнутым испытанию. Для этого особое внимание должно быть уделено осмотру конструкций, позволяющему отделить индивидуальные свойства, присущие испытуемому экземпляру, от особенностей работы данного типа конструкции вообще.
Другие требования вытекают иэ необходимости получить результаты в кратчайший срок с наименьшей затратой материалов и средств.
Требования эти должны быть учтены при составлении программы испытания wTпроекта испытательной установки, а также при выборе загрузочного материала и места испытания.
Испытание производится по определённой программе, составляемой после ознакомления с расчетом и рабочими чертежами конструкции. Последнее имеет целью выяснение размера и комбинаций нагрувки, установление наиболее ответственных и напряженных элементов и соединений, а также общую проверку основных данностей расчета.
Программа должна содержать подсчет испытательной нагрузки с указанием комбинаций и степени продолжительности ёагружения см. ниже раздел 5, расположение точек наблюдения и измерительных приборов, порядок производства измерений и формы соответствующих журналов.
Одновременно с программой делается эскиз испытательной установки. Окончательное уточнение программы и разработка чертежей испытательной установки производятся после выяснения условий испытания на месте.
Ввиду необходимости при составлении выводов суммировать результаты многочисленных наблюдений руководство работами безусловно должно быть сосредоточено в руках одного ответственного лица соответствующей квалификации.
В обязанности указанного лица входят разработка программы испытания, производство осмотра конструкции, ведение журнала испытания, руководство основными операциями и составление выводов.
2. Осмотр конструкции перед испытанием
1 Цель осмотра
Для правильной оценки работы конструкции и возможности распространения результатов испытания на другие экземпляры необходимо путем осмотра установить все индивидуальные особенности испытуемого экземпляра, которые могут оказать влияние на его работу.
Осмотр должен выявить:
1 отклонения от проектных размеров;
2 качество материала, выполнения элементов и их соединений;
3 обеспечить возможность исправления обнаруженных недостатков, имеющих существенное вначениб для правильной работы конструкции.
2 Проверка размеров
Сначала производится проверка общих геометрических размеров конструкции стальной рулеткой. Размеры плоских конструкций проверяются по возможности в горизонтальном положении конструкции до установки ее на место.
Затем проверяется расстановка стыков и соединений, измеряются поперечные сечения эле
ментов й рабочие размеры соединительных частей диаметр нагелей, диаметр и рабочая длина гвовдей и т. д.
Все размеры сверяются с рабочими чертежами конструкции.
В плоских конструкциях должен быть кроме того построен профиль поясов путем нивелировки переносной рейкой и проверены отклонения ив плоскости системы при помощи теодолита.
В пространственных конструкциях должны быть определены координаты основных точек. При наличии в составе пространственной конструкции плоских элементов например поперечные арки в ребристом своде-оболочке и т. п. должны быть проверены плоскости последних.
8 Качество выполнения
Для оценки качества работы отмечаются недостатки в выполнении отдельных частей и соединений, проверяются прямолинейность элементов, центрировка соединений, отмечаются неплотности в стойках и примыканиях, щели в составных элементах и т. п.
При осмотре гвоздевых соединений должны быть проверены направление оси, степень заострения конца и достаточность рабочей длины гвоздя для обеспечения работы проектного числа срезов. Указанная проверка выполняется путем вытаскивания нескольких гвоздей на выбор, причем длина гвоздей сравнивается с Общей толщиной соединяемых элементов в натуре. Следует также обращать внимание на наличие трещин в местах гвоздевого забоя.
В конструкциях на кольцевых шпонках должно быть проверено наличие колец. Качество выполнения устанавливается непосредственным осмотром кольцевых соединений, для чего должны быть сняты на выбор наружные доски или наружные стыковые накладки до установки фермы в вертикальное положение.
При осмотре нагельных соединений следует обращать внимание на края нагельных отверстий, наличие или отсутствие повреждения которых дает известное представление о качестве нагельного гнезда. Одновременно должны быть осмотрены передние концы нагелей.
Если при изготовлении соединений применялось специальное оборудование, то необходимо ознакомиться с особенностями последнего для возможности более правильной оценки качества выполнения. Наиболее ответственные соединения должны быть подвергнуты более подробному обследованию. При осмотре необходимо проверить степень плотности натяжных соединений, которая не должна быть чрезмерной 2.
Это указаниё относится главным образом к конструкциям, испытание которых производится тотчас после их изготовления или ремонта.
Чрезмерно затянутые соединения должны быть ослаблены до нормального состояния в условиях эксплоатации.
4 Качество материала
Для оценки качества материала отмечают все крупные его недостатки, а именно: сердцевину, суки в особенности на кромках досок, трещины, косослой, прорости и т. д. 8. Особое внимание
1 См. ту и н 331.
8 См. ТУ и Н 363.
8 Gm. требования к лесоматериалу для конструкций.
275 ТУ и Н. w-чрж.
920
Ю. М. ИВАНОВ
должно чть обращено на недостатки материала вблизи ййи в пределах расположения соединений растянутых элементов.
Рекомендуется измерять раскрытие трещин и отмечать непосредственно на поверхности древесины пределы их распространения. Такие отметки дают возможность наблюдения за развитием трещин во время испытания.
Попутно определяют породу древесины, что обычно сводится к установлению в конструкции ели или пихты.
Основные отличительные признаки ели следующие: в отличие от сосны ядро ели имеет тот же светлый цвет, что и заболонь; мутовчатые суки идут перпендикулярно направлению волокон w между ними имеются мелкие отдельно сидящие сучки; весенняя, часть годичного слоя постепенно переходит в более темную летнюю часть 1.
Затем выясняют, нет ли внешних признаков гнилостного повреждения древесины наличия грибной флоры, изменения цвета древесины краснина, темнина и т. д., а также повреждений червоточиной, шашнег,- и т. п.
Для полноты общей характеристики древесины необходимо установить, подвергался ли лесоматериал камерной сушке и с каким режимом, и проверить наличие внутренних напряжений путем выпиливания силовых секций а.
Проверке этой может быть подвергнута партия лесоматериала, из которого изготовлена испытуемая конструкция, или отдельные сортименты при заготовке элементов, а также элементы разрушенной конструкции см. ниже раздел 6.
Общая грубая оценка механических свойств и влажности лесоматериала, из которого изготовлена испытуемая конструкция, может быть сделана на основании данных испытания лабораторных образцов, отобранных при приемке партии лесоматериала, а также при заготовке элементов.
Механические свойства могут быть определены с достаточным приближением и без испытания образцов по объемному весу древесины 3, а более грубо на основании зависимости, существующей между механическими свойствами ж процентом содержания летней древесины.
Так, для некоторых сортов сосны можно принять 4:
Д_ 15 1т 170, 1
где В._ 15 временное сопротивление сжатию вдоль волокон при нормальной влажности; т процент летней древесины.
Измерение процента содержания летней древесины производится по торцевому срезу6, что делает этот способ применимым лишь для элементов с открытыми торцами, доступными для указанных измерений.
Для более точной оценки механических качеств может быть с успехом использована ударная проба на боковую твердость в.
1 См. ТУ и Н 248, Хвойные породы.
Подробнее см. Чулицкий Н. Н., Лесопромышленное дело, 1930 г., 9 10, стр. 582; Селюгин
Н. С., Методика испытания сушил для дерева, Л. 1932 г., стр. 31.
См. Влияние влажности, плотности и неправильностей строения древесины, стр. 12 14, а также 272 ТУ и Н, Определение объемного веса второй метод.
Данная формула получена для сосны с песчаных почв Московской области по работам Института древесины, см. Перелыгин Л. М., Признаки крепости древесины, Лесопром. и деревообр., 1932, вып. 6, 16.
6 См. ТУ и Н 277, а также Чулицкий Н. Н.,
Оценка качества древесины по ее макроструктуре, ВИАМ, сборник 2, 1933 г., стр. 73.
Предложена проф. Певцовым А. X.
Испытание производится путем удара о боковую поверхность сортимента стальным шариком d 25 мм, свободно падающим с определенной высоты h 500 мм 7.
Размер получаемого при этом отпечатка характеризует боковую твердость древесины, по последним исследованиям показавшую хорошее совпадение коэфициент корреляции 0,80 0,85 с временным сопротивлением сжатию вдоль волокон 8.
В условиях строительства ударная проба производится следующим способом.
На верхнюю горизонтальную поверхность сортимента ставится специальная рейка с упором
для шарика на расстоянии А 512,5 мм.
Шарик придерживается в соприкосновении с упором двумя пальцами руки, которая опирается на рейку. Затем пальцы разжимаются, и шарик падает вниз. Для получения резкого очертания отпечатка рекомендуется положить на испытуемую поверхность лист копировальной бумаги.
В наклонных элементах конструкций, установленных на место, ударная проба должна производиться ца вертикальных гранях сортиментов.
Испытание в этом случае может быть выполнено по принципу маятника следующим образом.
Шарик, подвешенный на гибкой нити, отводится от испытуемой грани до горизонтального положения нити и затем отпускается фиг. 1,а. В тот момент, когда нить займет вертикальное положение, скорость шарика будет равна скорости, приобретаемой при свободном падении с высоты, равной длине нити.
-иг.
Фиг. 1. Схема испытания на ударную пробу
По этому же принципу ударная проба может быть произведена при любом наклоне грани
1 Известны еще приборы Баумана и Шварца, которые у нас не распространены. Заслуживает внимания первый прибор с пружинным ударником, позволяющий производить испытание при любом положении испытуемой поверхности.
8 Подробнее см. Певцов А. X., Метод ударного определения твердости древесины печатается, а также Певцов А. X., Новый способ определения твердости древесины Лесопром. и деревообр., 1932 г., вып. 6, 14.
ИСПЫТАНИЕ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ И СООРУЖЕНИЙ
921
сортимента путем подбора соответствующей длины нити.
Длина нити определяется из условия равенства скорости в момент удара нормальной ее величине при свободном падении стандартного шарика с высоты h 500 мм1:
v У 2gl cos q cos a V 2gh. 2
Длина нити должна быть равна фиг. 1,6:
I 50Q. igv
1 ICOS р COS р ' '
для грани с углом наклона к горизонту q 45 е лолучим:
I _ 500 ,2 707 мм
V'l
Боковая твердость древесины определяется по формуле:
Я , 4
СО '
где Р вес шарика в г;
h высота падения в мм со площадь проекции отпечатка.
Площадь а определяется по формуле:
где 5
dx и d2 наибольший и наименьший диаметры отпечатка.
Боковая твердость приводится к нормальной влажности 15 по формуле:
И16 Я 1 0,0175 К - 15, 6
где К поверхностная влажность в слое толщи
ной приблизительно 5 мм в месте удара в процентах.
Основной характеристикой механической крепости является временное сопротивление сжатию вдоль волокон R Зная боковую твердость Н, можно определить В сосны по формуле:
R- 0,423Я 179. 7
Средняя точность определения величины R по боковой твердости по сравнению с данными испытания нормальных лабораторных образцов составляет 7 8.
1 Хвольсон О. Д., Курс физики, т. 1, изд.
6, 1933 г., стр. 218.
При сортиментах, имеющих крупные поперечные размеры, следует производить несколько ударов пять-шесть в разных местах поперечного сечения. На радиальных срезах число ударов может быть уменьшено.
При оценке по боковой твердости механических качеств древесины в целом сортименте необходимо обращать внимание на состояние материала в поверхностных слоях. В отдельных случаях, например в конструкциях, находившихся длительное время в эксплоатации, следует удалить наружный слой древесины, имеющий признаки коррозии.
Для приближенной оценки механических свойств древесины может применяться также сверление2. Достоинством этого метода является возможность оценки качества древесины во внутренних частях сортиментов; недостатком громоздкость, а также, судя по последним исследова ниям, недостаточная надежность.
Для определения влажности лесоматериала в деле могут быть взяты образцы без повреждения элемента при помощи бурава Преслера. Ввиду малого объема такого образца для получения более точных результатов из одного элемента необходимо брать несколько образцов Ввиду того что влажность образца вследствие его рыхлости быстро изменяется, вынутый образец должен быть немедленно заключен в бюксу,, вместе с которой он взвешивается 3.
Сверление должно производиться настолькс медленно, чтобы сверло не нагревалось.
Без отбора образцов влажность древесины в пределах до точки насыщения волокну может быть определена по электропроводности при посредстве специальных приборов, применяемых в практике камерной сушки дерева 4.
Результаты измерений в значительной степени зависят от распределения влажности по сечению и поверхностной влажности. Поэтому для применения в условиях строительства этот метод мало пригоден. При определенных условиях, а именно при сухой поверхности материала и известном градиенте например при определенном режиме сушки указанным методом влажность может быть определена с точностью до 2.
Одной немецкой фирмой предложен следующий новый способ определения влажности по изменению цвета реактивной бумаги, так называемый диакун 5.
В испытуемом сортименте высверливается отверстие диаметром 7 мм и глубиной 100 мм, в которое ввинчивается стеклянная трубка, заключающая реактивную бумагу фиг. 2. При помощи специального держателя реактивная бумага продвигается внутрь отверстия в сортименте и выдерживается там в течение 10 мин. Предварительно воздух из трубки высасывается насосом. Затем производится сличение цвета бу-
2 Метод предложен акад. Симинским К. К. я См. Грибки-вредители дерева, под ред. проф. Сапожникова, НТО ВСНХ, 1922 г., стр. 117.
Чулицкий Н. Н., Определение влажности древесины методом измерения ее электропроводности, Лесопром. и деревообр. 1932 г., вып. 6, 25.
6 Kulmann, Die Holzindustrie, 1933, 5. 49.
922
Ю. М. ИВАНОВ
jtaru со специальной шкалой. Цвет изменяется от синего 'до яркороэового в сухом состоянии повидимому, хлорный кобальт. Продолжительность всего испытания 25 30 мин. Точность определения влажности до 1 1,5.
Этот способ благодаря своей простоте и достаточной точности должен получить широкое распространение. Недостатком его является необходимость высверливать отверстие в исследуемом материале.
При помощи того же прибора может быть определена путем прикладывания стеклянной трубки к наружной поверхности сортимента поверхностная влажность древесины, необходимая например при определении боковой твердости ударной пробой, а также влажность атмосферного воздуха.
При испытании конструкций в условиях эксплоатации влажность древесины может быть грубо оценена по относительной влажности и температуре воздуха в помещении с учетом годового режима г. Шкала для такой оценки приведена.8 табл. 1.
Таблица 1
, Шкала для оценки влажности древесины
Относительная влажность воздуха в
Температура воздуха в Ц выше нуля
Равновесная влажность древесины в
40
15
30
8
7
60
15
12
30
11
80
15
17,5
30
16,5
100
15
30
30,5
30“
3. Испытательная установка
1 Требования
В испытательную установку входят приспособления: а для передачи нагрузки на испытуемую конструкцию, б для обеспечения нормальных условий ее работы и деформирования при испытании и в для ее поддержания в случае разрушения, а также и вспомогательные устройства для нагружения и разгрузки конструкции и для производства наблюдений и измерения деформаций во время испытания.
К испытательной установке предъявляются следующие требования:
1 обеспечение боковой устойчивости при испытании плоских систем;
2 четкое распределение нагрузки;
3 поддержание испытуемой конструкции во время ее разрушения.
2 Боковая устойчивость
Обеспечение боковой устойчивости является основным требованием при испытании плоских конструкций и обычно сводится к раскреплению
1 Подробнее см. Кротов Е. Г., Технология дерева, 2-е изд., 1932 г., номограмма на стр. 44.
сжатого контура или верхнего пояса в простых балочных фермах.
Выбор способа раскрепления сжатого контура при испытании целиком зависит от раскрепления конструкции в осуществленном сооружении. В зависимости от последнего решается и вопрос об испытании одной или двух ферм одновременно.
При передаче нагрузки на ферму в сооружении через прогоны и отсутствии других связей между фермами вполне возможно испытание одной фермы. В этом случае раскрепление верхнего пояса осуществляется в соответствии с проектом при помощи прогонов. Последние одним концом опираются на испытуемую ферму, а другим неподвижно закрепляются на второй ненагруженной ферме, поставленной параллельно и жестко раскрепленной специальными подносными рамами фиг. 3 или на специальных рамах жесткости соответствующей высоты фиг. 4 и 5.
В обоих случаях воспринятие рамами жесткости горизонтальных усилий от прогонов должно быть обеспечено постановкой на концах подкосов связей например скобы, способных передавать растягивающие усилия фиг. 6, а, и укреплением нижних концов рам от поднятия фиг. 6, б. С этой целью последние связываются со сваями, врытыми в грунт столбами или же загружаются каким-либо грузом достаточного веса.
Сплошной настил, непосредственно уложенный на пояс и обеспечивающий его устойчивость при продольном изгибе, не может быть удален при испытании без нарушения нормальных условий работы конструкции. В этом случае для испытания необходимо выделить самостоятельный жесткий элемент покрытия, который обычно образуется парой ферм, соединенных настилом фиг. 7.
При ломаном и криволинейном верхнем поясе боковая устойчивость ферм вполне обеспечивается жесткостью настилов и обычно никаких дополнительных мер не требуется.
При прямолинейном верхнем поясе конструкции, например двутавровые балки с перекрестной стенкой, и соответственно плоском настиле для получения неизменяемой системы необходима постановка поперечных связей в плоскости опорных вертикальных стоек фиг. 8.
Арочные фермы, оба пояса которых сжаты, обычно бывают снабжены поперечными связями и таким образом вместе с прогонами образуют пространственно-жесткую систему. Испытание таких конструкций также осуществляется путем выделения жесткого элемента покрытия, образованного парой ферм, соединенных связями и крышей.
Фермы с подвесным потолком ввиду сложности передачи нагрузки при испытании одной фермы также, как правило, испытываются попарно.
В горизонтальном положении допустимо испытывать лишь балочные системы, имеющие раскрепление верхнего пояса при помощи несущих прогонов. Однако такое испытание ввиду нзвозможности обеспечить свободное деформирование фермы в своей плоскости и точно определить величины прилагаемых нагрувок не рекомендуется.
3 Передача нагрузки
Четкость распределения нагрузки является весьма существенным требованием и невыполнение его приводит к совершенно неправильной оценке работы конструкции.
ИСПЫТАНИЕ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ И СООРУЖЕНИЙ
Фиг. 3. Испытание одной фермы с раскреплением относительно второй
ненагруженной
Фиг. 4. Раскрепление фермы относительно рам жесткости
Фиг. 5. Гамы жесткости по схеме фиг. 4
4и
Ю. М. ИВАНОВ
При нагружении испытуемых ферм должны быть выполнены следующие требования:
1. При испытании одной фермы раскрепление не должно препятствовать деформациям в ее плоскости. Постановка поперечных связей л пролете в этом случае фиг. 9 вызывает пере
Фиг. 6. Схема работы рам жесткости
распределение нагрузки и поэтому недопустима
2. При испытании спаренных ферм, об разующих пространственно-жесткое целое, необходимо совершенно одинаковое и одновременное их вагружение.
одновременном раскреплении сжатого контура и т. п. В случае невозможности полного устранения жесткой связи с соседними фермами поддерживающее влияние последних может быть приближенно оценено по относительной величине их деформаций, измеряемых при испытании.
4. При загружении фермы сверху непосредственно по проектному настилу для правильного распределения нагрузки между узлами необходимо укладывать загрузочные материалы со свободными промежутками см. ниже препятствующими образованию сводов в теле нагрузки. Пример неправильного вагружения сверху показан на фиг. 10. Здесь кроме жестких прокладок непрерывный и достаточно высокий слой нагрузки сам по себе обладает большой жесткостью, вызывающей местную разгрузку испытуемой фермы.
5. Для устранения влияния жесткости самого настила при большой толщине его и малом пролете испытуемой конструкции, а также работы
Фиг. 7. Испытание пары ферм, соединенных безреберным настилом
3. При испытании ферм на месте в покрытии должны быть приняты меры к устранению жесткой связи испытуемых ферм о соседними. Это
Фиг. 8. Раскрепление балок с перекрестной стенкой
может быта достигнуто путем разбалчивания и разъединения поперечных связей, назначения ферм для испытания в пределах между шарнирами прогонов, временного поднятия крыши при
его как свода при криволинейном или ломаном очертании верхнего пояса, необходимо разрезать настил в нескольких местах по пролету фермы. Указанное требование имеет целью приближение условий работы испытуемой конструкции к расчетным предположениям и к условиям ее работы в эксплоатации.
6. Наиболее рационально подвешивать нагрузку снизу. Лишь при очень частом расположении прогонов например в сегментных фермах предпочтительнее нагружать фермы непосредственно по верхнему настилу., Подвешивание нагрузки снизу представляет следующие преимущества: сокращается путь перемещения загрузочного материала и время нагружения, облегчается устройство для поддержания конструкции при разрушении вследствие расположения нагрузки на более низком уровне, имеется большая гарантия от несчастных случаев и др.
7. В зависимости от рода загрузочного материала могут применяться открытые платформы или ящики см. ниже. В обоих случаях нижние несущие прогоны должны представлять собой си-
ИСПЫТАНИЕ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ И СООРУЖЕНИЙ
Фиг. 10. Неправильное загружение сверху Керстен, фиг. 56
Фиг. 11. Схема подвесной платформу при передаче нагрузки на
одну ферму
926
Ю. М. ИВАНОВ
Фиг. 12. Неправильное загружение сниэу неразрезная платформа Керстен, фиг. 53а
е д г
Фиг. 14. Схемы подвески платформ и распределения нагрувки
Прогон
Прогон
Подвижная
опора
г
-200-
1 600 - ;H
ПроягшбЫж
:Ящики с бодоу
Фиг 15 Схема подвески ящиков с водяной иагрувкой
ИСПЫТАНИЕ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ И СООРУЖЕНИЙ
927
©тему однопролетных балок, передающих нагрузку на тяжи по вакону рычага фиг. 11.
8. Применение неразрезных платформ фиг. 12, а также нагрузки в виде пакетов ив рельсов, бревен и т. д., подвешиваемых в нескольких точках по их длине фиг. 13, недопустимо. Такая
9. При водяной нагрузке см. ниже каждый ящик должен подвешиваться в одной точке фермы фиг. 15 во избежание перераспределения нагрузки, передающейся на узлы, при разнице в их прогибах.
10. Для уменьшения общего количества ва-
Фиг. i6. Подвесные ящики с гравием
Фиг. 17. Подвесная платформа для нагрузки кирпичом
платформа или пакет вследствие своей жесткости образует с испытуемой конструкцией сложную комбинированную систему и тем самым нарушает правильную работу ее.
В зависимости от числа узлов фермы схема подвесных платформ решается различно фиг. 14.
грузочного материала главным образом при испытании плоскостных конструкций передача нагрузки может быть осуществлена при помощи рычага. При этом, учитывая недопустимость значительного наклона последнего и сравнительно большие деформации деревянной кои-
928
10. М. ИВАНОВ
струкции, необходимо придавать рычагу достаточную длину плеч или устраивать подвижную и переменную по высоте точку упора, что весьма усложняет установку. В обычных условиях подобная схема может быть выгодна лишь при испытании конструкций малого размера с большой жесдаостью.
4 Загрузочный материал
Ввиду сравнительно большого веса необходимой испытательной нагрузки в качестве загрузочного материала обычно используют материал, имеющийся на месте испытания.
Загрузочный материал должен удовлетворять следующим основным требованиям:
Фиг- 18. Общий вид установки для испытания одной фермы водяной нагрузкой
Разрез по УЪ к Ящин N Разрез по 2-2
ПйперечмШ разрез ящика N 2
Пппи
Прокладка 415
ЛИ I a-J
Фиг. 19. Чертеж ящика для водяной нагрузки Примечания: 1. Объем древесины на ящик 1 2,13 м. Металлических тяжей 0 в' 26 пог. м „ 79 ка на 1 ящик. Гвоздей 0 5 мм I от 10 до 15 см 11 кг на 1 ящик,
г. 1 Продольный разрез 2 2 ящика 2, как у ящика 1. 2 Объем древесины на ящик 2 1,41 лс
ИСПЫТАНИЕ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ И СООРУЖЕНИЙ
929
-1 иметь постоянство объемного или штучного веса;
2 допускать постепенное загружение минимальными порциями.
Песок и земля вследствие неопределенного объемного веса, меняющегося в широких пределах в зависимости от степени уплотнения при укладке, не могут быть рекомендованы.
Крупный гравий имеет более постоянный объемный вес и вполне пригоден для загрузки.
Объемный вес сыпучих тел определяется путем взвешивания проб известного объема не менее
0,25 м3 х. Для получения средних данных пробы берутся из разных мест штабеля.
Хорошим материалом для нагрузки служит кирпич или другой штучный материал стандартной формы например строительные камни, имеющие вполне определенный и постоянный вес, определяемый взвешиванием достаточно большого числа штук, например 100 шт. кирпича и т. п.
При нагружении конструкции непосредственно по проектному настилу сыпучие материалы насыпаются в отдельные отсеки, располагаемые е вазорами в 2 5 см между поперечными стенками, а штучные материалы укладываются с ваворами в 5 10 см черев 0,75 1,25 м.
Для этой цели на крутых скатах к настилу пришиваются рейки, удерживающие штучный материал от сползания вниз и устраняющие передачу нагрузки на нижележащие ряды.
При подвешивании нагрузки снизу сыпучие материалы насыпаются в подвесные ящики фиг. 16, а штучные материалы укладываются на платформы фиг. 17.
Наилучшей нагрузкой является вода, имеющая постоянный точно определенный вес и допускающая плавное загружение и быстрое удобное перемещение. Применение воды в качестве нагрузки возможно при наличии водонепроницаемой ткани например бревента, необходимой для закладки в ящики, как правило, подвешиваемые к испытуемой конструкции снизу фиг. 18.
Для уменьшения деформаций стенки и дно ящика делаются ребристыми фиг. 19. Расчет производится по жесткости на гидростатическое давление. Обычный материал для стенок и дна нестроганый тес толщиной 19 25 мм. Водонепроницаемая ткань, закладываемая внутрь, завертывается в углах ящика и прикрепляется к верхней части его стенок фиг. 20. Вода сливается сифоном при помощи жестких рукавов фиг. 18.
Объем воды измеряется рейками, а более точно специальным поплавковым прибором с роликом фиг. 21, по окружности которого нанесены деления 8. При помощи этого прибора изменение уровня воды в ящике может быть измерено с точностью до 1 мм.
5 Опоры
Способ опирания испытуемой конструкции должен точно соответствовать расчету. Так, балочные фермы должны иметь одну п одвижную опору, осуществляемую обычно с помощью одного или двух стальных катков
1 См. ТУ “и Н 357.
2 Загрузка водой производится по методу, разработанному сектором испытаний ЦНИПС.
Применяется сектором испытаний ЦНИПС.
диаметром 7,5 10 см, под которые подкладываются железные подкладки надлежащей толщины. проверяемой расчетом фиг. 22.
Фиг. 20. Вид подвесного ящика, наполненного водой
При установке конструкции на опоры необходимо точно центрировать ее опорные площадки фиг. 22, учитывая перемещение катка, равное половине величины откатки опорного уела. При предполагаемой значительной откатке опоры катки следует располагать с некоторым смещением наружу пролета в расчете на то, чтобы ось симметрии их совпала с опорной реакцией при наибольшей нагрузке.
Для обеспечения достаточной жесткости пути катания и лучшего распределения давления на опору под нижнюю подкладку следует подкладывать отрезки рельсов или другого профильного железа, располагая их вдоль прйлета фермы. -L-L
Конструкция опоры должна обеспечивать горизонтальность фиг 2i. схема попути катания во время нагру- плавкового прибора жения фермы, так как от этого в значительной степени зависит сопротивление опоры откатке. Горизонтальность пути катания выверяется по уровню. При назначении размеров основания опор следует иметь в вид у уменьшение осадок во время испытания под наибольшей нагрузкой.
в Опорные рамы
Неотъемлемой и обязательной частью испытательной установки являются опорные р ам ы фиг. 23, достаточно солидные и жесткие, служащие для поддержания испытуемых конструкций снизу при появлении крупных деформаций и при разрушении.
Опорные рамы позволяют остановить процесс разрушения на одной из его начальных стадий и благодаря этому правильно оценить причину разрушения. Кроме того опорные рамы являются обязательной мерой техники безопасности.
Нагрузка от конструкции при ее осадке должна передаваться непосредственно в торец стоек опорных рам, через подкосы или насадки минимального пролета.
930
Ю. М. ИВАНОВ
Опорные рамы ставятся в пролете между платформами или ящиками в количестве 2 6 шт. в зависимости от системы конструкции и величин
Фиг. 22. Катковая опора
пролета с таким расчетом, чтобы при всех возможных комбинациях разрушения конструкция была полностью поддержана.
Фиг. 23. Опорные рамы связанные крестами при испытании ферм фиг. 5
Стойки рам расшиваются в жесткую систему и обычно используются для устройства подмостей, необходимых для осмотра и измерений на испытуемой конструкции. Между испытуемой конструкцией и насадками опорных рам оставляется вазор 15 30 см в зависимости от величин ожидаемых прогибов с учетом осадки опор. Величина свободного прозора, равного 4 5 см,
регулируется в процессе испытания парными клиньями.
Т1ри применении подвесных платформ ящиков принимаются меры к их поддержке, выкладываются шпальные клетки, от верха которых до нива главных балок, поддерживающих платформы ящики, оставляются прозоры на 2 5 см меньше промежутков под клиньями на опорных рамах. Шпальные клетки позволяют разгрузить испытуемую ферму от веса грузовых платформ ящиков при осадке'ее на опорные рамы.
4. Измерение деформаций
1 Общие деформации
При испытании плоских конструкций основными деформациями, подлежащими измерению, являются: 1в балочных системах вертикальные перемещения узловых точек и удлинение пролета, 2 в распорных си с т ем а х вертикальные и горизонтальные перемещения основных точек в плоскости конструкции. Кроме того в целях контроля обычно измеряются и боковые перемещения не плоскости испытуемой конструкции.
При испытании пространственных конструкций измерению подлежав проекции перемещений основных точек на оси прямоугольной системы координат. В некоторых случаях измеряются также углы поворотов в отдельных точках сооружения. В большинстве случаев величины общих деформаций, дополненные данными о местных деформациях х, позволяют получить ответ на все вопросы, перечисленные в п. 1.
Для измерения вертикальных смещений следует пользоваться нивелиром, обеспечивающим достаточную надежность результатов. Отсчеты производятся по вертикальным рейкам, неизменно прикрепленным в соответствующих точках испытуемой конструкции. Рейки изготовляются по возможности из воздушно-сухой древесины поперечного сечения примерно 3x6 см. На уровне горизонта инструмента к рейкам прикрепляются масштабные линейки, которыми могут служить например отреэки деревянного метра или клеенчатые нивелирные ленты, по которым и берутся отсчеты. Применение для этой цели бумаги, например миллиметровки, не рекомендуется ввиду коробления ее при поглощении атмосферной влаги.
Для отметки горизонта инструмента необходимо предусмотреть не менее двух-трех достаточно надежных реперов,, устанавливаемых например на кирпичной стене соседнего здания, на хорошо врытом столбе и т. д. Репера должны охватывать крайние положения зрительной трубы не менее чем на 90 и по возможности в пределах отсчетов на испытуемой конструкции.
Для упрощения обработки результатов можно сохранить горизонт инструмента неизменным, оставляя нивелир на месте во все время испытания, но защитив его от атмосферных осадков.
При измерении вертикальных смещений обязательно измерение осадки опорных точек конструкции для введения соответствующих поправок при вычислении прогибов.
Для измерения перемещений в отдельных точках могут быть применены прогибомеры ин-
1 См. стр. 932.
См. стр. 935.
ИСПЫТАНИЕ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ И СООРУЖЕНИЙ
931
дикаторного типа Максимова и др., а для достаточно точно учтены путем постановки кон-
непрерывной регистрации перемещений самопи- трольного прибора.
шущие прогибомеры Ришара, Стоппани и т. п. Ввиду того что осуществление всех указанных
требований затруднительно, подобные приборы могут применяться лишь как вспомогательные, и показания их должны контролироваться нивелиром или другими оптическими приборами 1.
Измерение горизонтальных перемещений производится различными методами в зависимости от расположения и числа исследуемых точек и направления их перемещений.
Удлинение пролета балочной фермы может быть определено по перемещениям обоих ее опорных узлов, измеряемым относительно столбов, врытых в грунт на достаточном расстоянии от опоры наружного пролета вне зоны деформации грунта под опорой. Измерение производится горизонтальной рейкой, пришитой к опорному
m узлу. Способ этот весьма не-
Фиг. 24. Теодолит и горизонтальные рейки для контроля плоскости ферм чен и может применяться
лишь при наличии плотного
Все эти приборы, соединенные е объектом изме- грунта. Для этой цели могут быть также при-
рения постоянной проволочной связью, должны менены указанные выше прогибомеры с прово-
Фиг. 25. Стереофотограмметрический метод измерения перемещений; негативное изображение деревянной фермы
пролетом 20 м
иметь вполне неподвижную опору в пролете лочной связью, соединяющей опорные уэлы.
испытуемой конструкции. Деформации связи вытяжка проволоки, температурные удлинения проволоки должны быть 1 См. стр. 932.
932
Ю. М. ИВАНОВ
Неизменяемость плоскости испытуемой фермы лучше всего проверяется при помощи теодолита. Положение визирной плоскости последнего, устанавливаемой параллельно плоскости фермы, сохраняется во время испытания неизменным и выверяется по двум реперам, охватывающим все отсчеты на ферме. Отсчеты производятся по горизонтальным рейкам, жестко прикрепленным на ребро к сжатому поясу нормально к плоскости фермы фиг. 24.
Проверка плоскости конструкции другими неоптическими приборами, например отвесом, не рекомендуется.
При испытании распорных систем горизонтальные перемещения в плоскости конструкции наиболее просто измеряются стерёофотограмметрическим методом1 фиг. 25. Этот метод состоит в том, что испытуемая конструкция фиксируется на фотопластинке. Съемка производится специальной камерой. Перемещения точек конструкции, отмеченных в натуре специальными марками, измеряются по их стереоскопическим параллаксам на двух последовательных снимках. Измерения производятся по негативам фиг. 25 на компараторе. При пользовании стереофотограмметрическим методом отпадает необходимость применения нивелира, так как смещения точек измеряются по двум осям координат.
При испытании сводчатых конструкций горизонтальные перемещения могут быть измерены теодолитами, устанавливаемыми под сводом таким образом, чтобы визирные плоскости их пересекали несколько рядов горизонтальных реек, укрепленных на разных уровнях.
Подобным же способом двумя или тремя теодолитами могут быть измерены и горизонтальные смещения свода-оболочки в поперечном направлении фиг. 26.
Применение для указанной цели отвесов не дает вполне надежных результатов, так как перемещения точек измеряются по перемещениям отвесов, занимающих правильное положение лишь при абсолютном отсутствии движения окружающего воздуха.
Вообще для измерения перемещений точек пространственных конструкций могут быть признаны безупречными лишь оптические методы,при которых неизменное положение инструмента и репера, относительно которого определяется положение точек, вполне обеспечено.
2 Местные деформации
При испытании деревянных конструкций особое внимание должно быть уделено измерению смещений в соединениях. По способу измерения следует различать:
а смещёния в стыках;
б смещения в узлах в примыканиях элементов под углом;
в смещения в связях составных элементов;
г деформации элементов вблизи прикреплений;
д деформации в местах примыканий деревянных элементов к специальным металлическим частям опорные башмаки, ключевые шарниры, тяжи и т. п.
Группа в объединяет также деформации в соединениях сплошных конструкций, а в группу
1 Разработан сектором испытания ЦНИПС.
Иванов Ю. М., Хитро в Е. В., Стереофотограмметрический метод измерения деформаций в конструкциях и сооружениях, сектор испытаний ЦНИПС, Отчет по теме 1933 р.
г входят деформации иэгиба, например концов, растянутых раскосов, наружных накладок, растянутых стыков и т. д.
Следует иметь в виду, что правильное представление о работе конструкции может быть составлено лишь при условии наблюдения за деформациями всех основных ее соединений. Для этой цели рекомендуется пользоваться рис-
Фиг. 26. Горизонтальные и вертикальные рейки для измерения деформации свода-оболочки
ками, наносимыми перпендикулярно плоскости касания элементов, взаимное смещение которых должно быть измерено. Измерение смещений может производиться двояко. По первому способу наносится одна риска, смещения которой измеряются при каждом отсчете. По второму способу при каждом отсчете наносится отдельная риска, параллельная первой. Смещение элементов определяется как разность расстояний между первой риской и риской, проведенной при данном отсчете. Второй способ позволяет ускорить испытание, так как зафиксированное уже смещение может быть измерено потом в любое время.
Риски рекомендуется проводить в возможно большом числе сечений. Измерение производится только в наиболее ответственных соединениях, а также там, где смещения имеют заметную величину. В остальных местах риски служат лишь для контроля.
Риски наносятся по угольнику твердым остро зачиненным карандашом или бритвой непосредственко на гладко выстроганной поверхности элементов или на какой-либо подкладке, наклеиваемой казеиновым клеем ватманская бумага фиг. 27, целлулоид и т. д. При нанесении рисок между элементами, имеющими уступ по высоте, последний заполняется специальной рейкой, пришиваемой к одному из элементов заподлицо с другим.
Риски должны наноситься на противоположных гранях элемента в одном поперечном сечении его. Для получения смещений элемента берется среднее арифметическое из смещений на обеих его гранях.
В отдельных точках смещения могут быть измерены более точно при помощи специальных приборов, например мессур и т. п. При этом необходимо иметь в виду, что зачастую значительную погрешность могут' внести смещения в прикреплении самого прибора, вызываемые
ИСПЫТАНИЕ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ И СООРУЖЕНИЙ
033
например усушкой, неплотностями и т. д. Известная погрешность получается также вследствие измерения смещения с некоторым плечом.
Применение указанных приборов весьма удобно для измерения деформаций группы в, когда прибор устанавливается на соответствующую металлическую часть при помощи специальной струбцины.
Измерение напряжений в деревянных частях при обычных испытаниях на строительстве не является необходимым, так как вследствие влияния многих факторов величина их мало показательна для оценки работы всей конструкции в целом. Поэтому вопрос об измерении напряжений в древесине здесь не затрагивается как относящийся уже к области исследовательской работы.
Фиг. 27. Смещение досок при потере устойчивости составной арки риски были нанесены на полосе ватмана
При испытании смешанных конструкций может встретиться необходимость в измерении напряжений в металлических частях ватяжки, тяжи и т. д. Для этой цели можно пользоваться экстензометрами Манэ-Рабю, Окхайцена и Гугенбергера. Для испытаний на строительстве может быть рекомендован последний тип, модель В-спец1.
5. Испытание статической нагрузкой
1 Размер испытательной нагрузки
Размер испытательной нагрузки 2 определяется как разность между полной расчетной нагрузкой и суммарной нагрузкой от собственного веса конструкции, постоянной нагрузки и веса приспособлений для испытания прогонов, распределительных балок и т. п. Вес грузовых платформ, как правило, включается в величину испытательной нагрузки, для чего конструкция разгружается от них перед началом испытания.
Вес приспособлений определяется по их действительным размерам. Для уточнения веса платформ или ящиков рекомендуется пользоваться десятичными весами, при помощи которых может быть определено давление от веса платформы на тяжи. Для этой же цели удобны динамометры.
1 Нилендер Ю. А., Телешева JI. А., Исследование работы тензометра Гугенбергзра, сектор испытаний ЦНИПС, Отчет по теме 1932 г.
Полный вес нагрузки, которая может быть нагружена на конструкцию и в последующем снята для наблюдения возвращения деформаций.
Наиболее простая схема взвешивания заключается в определении величины опорных реакций платформы или ящика в двух точках А и Б фиг. 28. Для этого достаточно иметь один динамометр, который последовательно меняется местами с опорой л.
Вес загрузочного материала для контроля изменения его вследствие изменения влажности определяется дважды перед началом и после окончания испытания.
I
Фиг. 28. Схема взвешивания ящика при помощи динамометра
При измерении объема сыпучих материалов и воды' во время нагружения см. ниже должна быть учтена деформация заключающих его устройств дно и стенки ящиков и т. д.
2 Порядок нагружения
Для построения зависимости деформаций от нагрузки последняя должна быть разбита на части, которыми конструкция загружается в определенном порядке ступенями. Рекомендуется уменьшать число различных комбинаций нагрузки за счет увеличения числа ступеней, что позволяет более детально проследить изменение деформаций конструкции в функции нагрузки и времени. Весьма желательны повторные циклы нагружения, легко осуществимые при пользовании например водяной нагрузкой.
Вопрос о том, какая комбинация нагрузки должна быть -принята при испытании до разрушения, в каждом случае решается особо. Следует стремиться воспроизвести схемы загружения, реальные в условиях эксплоатации конструкции.
Нагрузку каждой ступени удобнее всего выражать в долях полной расчетной нагрузки р. н. Так например, если принять, что собственный.вес фермы с весом прогонов составляет около 10 15 р. н., то нагрузка первой ступени весом платформ дает примерно около 25 р. н. Нагрузка следующих ступеней соответственно 50 р. н. что примерно соответствует постоянной нагрузке, затем 75 и наконец 100 р. н.
Под полной расчетной нагрузкой конструкция выдерживается в течение не менее трех суток 3, после чего может быть начата разгрузка.
Для наблюдения ва работой конструкции при разгрузке последнюю рекомендуется также производить ступенями, что легче всего осуществить при штучном материале кирпич, стандартные камни или при водяной нагрузке.
При испытании до разрушения ступени нагружения могут быть крупнее ввиду большого их числа. В этом случае нагрузка первой ступени после опускания платформ должна составлять 50 р. н., следующая 100 р. н. Под этой на-
3 См. дополнения к ТУ и Н 366, изд. 1934 г.
934
Ю. М. rjBAHOB
грузкой конструкция выдерживается в течение трех суток.
Нагрузка каждой следующей ступени добавляется только после затухания деформаций см. ниже. Дальнейшее нагружение, может производиться например следующими ступенями: 150, 200, 225, 250, 275 р. н. и т. д. После двойной расчетной нагрузки ступени нагрузки для более точного определения величины разрушающей нагрузки уменьшаются.
Загружение штучным материалом ведется таким образом, чтобы на каждую площадку штучный материал укладывался в строго определенном порядке.
Загружение сыпучим материалом ведется слоями до уровней, заранее отмеченных на стенках ящика на вертикальных рейках. Рейки следует располагать в четырех углах и по середине длинных сторон ящика. Поверхность слоя проверяется рейкой, прикладываемой сверху на ребро.
Загружение непосредственно по рабочему настилу производится по всей его ширине поперек ферм одновременно. Направление вагружения по пролету определяется программой испытания. Образование промежуточных комбинаций на-' грузки, не предусмотренных расчетом конструкции, во избежание возникновения в ее элементах усилий, которые не могут иметь места при эксплоатации сооружения, не допускается.
Принятый порядок вагружения должен быть выдержан при всех ступенях данной комбинации нагрузки.
Для устранения динамических воздействий нагружение должно производиться без толчков. Для упорядочения процесса вагружения рекомендуется расчленить его на отдельные операции:
1 накладку материалов на носилки или козлы,
2 подноску, 3 разгрузку и 4 раскладку на настиле, распределив их между работниками в соответствии с трудоемкостью работы.
Загружение каждой ступени должно производиться без перерывов. Между промежуточными ступенями делаются только короткие перерывы, необходимые для отсчетов по приборам. Более длительные перерывы, как правило, рекомендуется совмещать с предположенным по программе выдерживанием нагрузки.
3 Производство измерений
Отсчеты по измерительным приборам производятся тотчас по окончании загрузки каждой ступени.
Во время более длительных перерывов между ступенями нагружения для оценки влияния времени на деформации упругое последействие отсчеты делаются тотчас по окончании вагружения и непосредственно перед вагружением следующей ступени.
Вообще на влияние фактора времени должно быть обращено особое внимание. Производство отсчетов должно занимать минимальный промежуток времени, исходя из чего и навначается число обслуживающих работников.
Для контроля измерений рекомендуется производить повторные отсчеты в характерных точках в начале одной серии измерений данного номера отсчета и по окончании ее. Таким образом может быть выяснена величина приращения деформаций ва время производства измерений. Моменты начала и окончания отсчетов, начала и окончания за-
гружения должны регистрироваться по часам с точностью до 1 мин.
Во время выдерживания нагрузки отсчеты производятся по возможности через равные промежутки времени через 6 12 час.
После снятия испытательной нагрузки наблюдение по приборам производится в продолжение двух суток, также по возможности через равные промежутки времени через 12 24 часа.
Для оценки влияния колебаний температуры на деформации испытуемой конструкции и на покаёания измерительных приборов необходимо иметь не менее двух термометров один контрольный, отсчеты по которым должны делаться одновременно с отсчетами по приборам. Желательно иметь термограф, непрерывно регистрирующий изменение температуры, что важно с точки врения явлений тепловой инерции.
Весьма желательно измерение влажности атмосферного воздуха. Для этой цели следует иметь два психрометра, а для непрерывной регистрации гигрограф.
Для устранения резких колебаний влажности в элементах испытуемой конструкции последняя должна быть укрыта от действия атмосферных осадков, особенно места соединений.
Загрузочный материал для обеспечения неизменного веса должен быть также укрыт от действия атмосферных осадков как при укладке его во время нагружения, так и в штабелях.
В летнее время следует по возможности ващищать испытуемую конструкцию от действия прямых солнечных лучей.
6. Осмотр во время и после испытания
1 Осмотр во время испытания
Осмотр конструкции во время испытания должен проивводиться по загружении основных ступеней испытательной нагрузки, а именно: полной расчетной, полуторной, двойной и так далее, а кроме того при появлении признаков неудовлетворительной работы, нарастания деформаций, местных разрушений и т. д.
При осмотре во время испытания должны тщательно проверяться все места, отмеченные при предварительном осмотре см. выше раздел 2, соединения, показавшие крупные деформации, появившиеся новые трещины, щели, неплотности и т. п.
Указанные наблюдения над нагруженной конструкцией дают возможность составить более полное представление о-ее работе, так как после разгрузки многие деформации становятся незаметными или совершенно исчезают.
Для фиксации подобных явлений весьма желательно применение фотографии.
2 Осмотр после испытания
Осмотр после испытания имеет целью наблюдение главным образом остаточных деформаций и различных повреждений, сохранившихся и после равгрувки конструкции.
Осмотр конструкции после разрушения должен установить места и характер разрушений, первичные и вторичные деформации, обнаружить недостатки материала или выполнения и в результате дать необходимые указания для установления основной причины разрушения.
Осмотр необходимо проиввести тотчас по разрушении конструкции и во всяком случае до на
ИСПЫТАНИЕ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ И СООРУЖЕНИЙ
935
чала каких бы то ни было работ по разборке. Наиболее характерные места должны быть сфотографированы.
Немедленно после осмотра для определения влажности и механических испытаний древесины отбираются образцы в непосредственной близости от мест разрушения, а также из всех ответственных элементов. В разрушенных элементах рекомендуется определять послойную влажность х.
Для более правильной оценки действительной влажности древесины рекомендуется тотчао же на месте определить первоначальный вес образцов. При достаточной величине последних взвешивание может быть сделано на аптекарских весах.
Детальный обмер, зарисовка и изучение разрушенных элементов производятся по выпиливании их из конструкции и после осторожной разборки. Детали деформаций также должны быть сфотографированы.
При -разборке разрушенной конструкции должны быть по возможности восполнены все пробелы предварительного осмотра, в особенности касающиеся качества выполнения соединений; могут быть также проверены размеры и расстановка соединительных частей в скрытых местах в промежуточных частях многосоставных элементов и т. д.
Одновременно могут быть установлены форма и величина остаточных деформаций в наиболее напряженных, но еще не разрушенных' частях соединений. С этой целью например соединения на гвоздях выпиливаются и раскалываются по линии гвоздевого забоя. Таким же образом путем раскола может быть обнаружена внутренняя поверхность например нагельных гнёзд и непосредственно установлено качество выполнения соединений.
7. Обработка результатов измерений
Все данные измерений, полученные во время испытания; должны быть приведены к форме, удобной для обозрения при составлении выводов. Указанная работа в известной части должна производиться параллельно с испытанием ввиду необходимости следить ва основными деформациями испытуемой конструкции во время хода испытания.
К такого рода данным относятся:
1 основные общие деформации вертикальные прогибы, удлинение пролета, горизонтальные смещения в распорных и пространственных системах, а также отсчеты по контрольному теодолиту в плоских системах;
2 смещения в основных соединениях наиболее ответственных элементов растянутый пояс, затяжка и т. д.
Обработка нивелирного журнала заключается в вычислении превышений по отношению к основному реперу и введении поправок на осадку опор.
Для вычисления последних необходимо знать точные расстояния между рейками.
Поправки могут быть определены аналитически по формуле:
Л I ь АвЬ
ЛС 1 ,
где Ас поправка для точки С, А и Ав осадки опор фиг. 29.
‘ С е л ю г и н Н. О., Методика испытаний суПшл для дерева, Л. 1932 г., стр. 24.
Графически величина поправок получается в виде отрезков, отсекаемых на соответствующих вертикальных прямых замыкающей прямой, которая строится для каждого отсчета по известной осадке опор.
Но введении поправок полученные смещения представляются в виде диаграммы по пролету испытуемой конструкции с отдельными кривыми для каждого отсчета.
Фиг. 29. Определение поправки на осадку опор
На график наносятся также кривые зависимости перемещений от нагрузки и времени для отдельных характерных точек. Кривые смещений в функции времени необходимы для наглядного представления процесса затухания деформаций при выдерживании нагрузки. Построение указанных кривых для небольшого числа наиболее характерных точек конструкции следует вести во время испытания, добавляя точки кривой по мере производства измерений. Смещения в соединениях для большей наглядности также желательно представлять в форме кривых.
Обработка теодолитного журнала сводится к вычислению разностей отсчетов и введению поправок на репера. Последние определяются аналогично поправкам на осадку опор в нивелирном журнале см. выше.
8. Оценка работы конструкций но результатам испытаний
1 Испытание расчетной нагрузкой
Ответ на основной вопрос, не является ли данная конструкция дефектной, может быть с известной вероятностью получен на основании наблюдений за деформированием конструкции при ее выдерживании под расчетной нагрузкой.
При работе конструкции под нагрузкой возникают два вида деформаций: 1 местные деформации в отдельных элементах и соединениях и 2 общио деформации, проявляющиеся в виде перемещений отдельных точек конструкции, как суммированный результат местных деформаций.
Для разрешения поставленного вопроса должны быть использованы общие деформации, которые характеризуют работу всей конструкции в целом.
Характер развития деформаций при выдерживании нагрузки устанавливается по соответствующим кривым зависимостей в функции времени. Ясно выраженный процесс затухания фиг. 30 указывает на удовлетворительное состояние соединений и дает основание рассчитывать на достаточную прочность испытуемой конструкции. Неясное затухание деформаций, сильно растянутое во времени, или увеличение приращений показывает неудовлетворительное состояние конструкции в целом или в отдельных ее частях.
936
ю. М. ИВ. цов
В дополнение к оценке конструкции по кривым затухания служи сравнительный анализ общих и местных деформаций при различных ступенях 8агружения, в основном позволяющий судить о равномерности работы как всей конструкции в целом, так и отдельных ее частей. Такой анализ имеет особенное значение для нахождения причин неудовлетворительной работы отдельных частей конструкции в случае недостаточной жесткости ее, обнаруженной по кривым затухания.
Фиг. 30. График прогибов в середине пролета фермы
Равномерность работы конструкции может быть выявлена ив сравнения величины смещений в одинаковых соединениях при равной нагрузке, например в симметричных стыках и узлах и т. д., и по линии прогиба при различных ступенях нагружения. Отдельные резкие выступы и иэломы, нарушающие плавное очертание линии прогиба, указывают на слабые места или неправильную работу того или иного элемента и нередко могут вскрыть существенные недостатки конструкции.
При сплошных пространственных конструкциях может быть рекомендовано построение изолиний для перемещений определенного направления, отнесенных к какой-либо проекции исследуемой поверхности или к ее развертке.
Такого рода диаграммы весьма наглядно представляют распределение деформаций по исследуемой поверхности и тенденции в изменении ее формы. Для примера здесь приведена диаграмма изопрогибов деревянного свода с жесткими торцевыми стенками фиг. 31. Несимметричная деформация свода, отчетливо видимая на диаграмме, является результатом влияния косого настила, нашитого по своду в один слой под углом 45 к продольной оси по направлению от А к В.
Работа конструкции до известной степени может также характеризоваться и абсолютной величиной деформаций, которая зависит не только
от действующего напряжения, влажности и механических свойств древесины, но также и от качества выполнения конструкции.
Действительно, наибольшая величина действующих в соединений напряжений определяется не только нагрузкой, находящейся на конструкции, но еще и тем, насколько равномерно работают отдельные его части, например отдельные нагели и т. д. При неравномерном распределении усилий наиболее загруженный нагель даст более значительную деформацию, определяющую собой деформацию всего соединения. Таким образом абсолютная величина деформации может служить в известной мере для оценки равномерности работы соединения, а следовательно чи качества его выполнения. Последнее особенно сказывается на величине остаточных деформаций.
Фиг. 31. План свода с нанесенными изолиниями вертикальных перемещений
Ориентировочно могут быть указаны цифры нормальной деформации при расчетном усилии в полусухой древесине:
для железных нагелей-около 0,5 1,0 мм,
гвовдей около 1,0 1,5 мм,
кольцевой шпонки около 1,0 1,5 мм.
Величина наибольшего прогиба фермпод расчетной нагрувкой лишь в ограниченной степени может служить критерием состояния конструкции, и то лишь при условии сравнения с теоретической величиной.
Однако для ферм определенного типа и конструкции на основе приведенных испытаний могут быть укаваны ориентировочные цифры относительных прогибов. Так например, для сегментных ферм h 1e 17 I ив полусухой древесины пролетом 25 35 м наибольший прогиб под расчетной нагрувкой составляет в среднем около 1600 пролета при величине остаточного прогиба около 50; для балочных ферм h 1J6l на кольцевых шпонках около 18оо пролета при остаточном прогибе около 50.
ИСПЫТАНИЕ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ И СООРУЖЕНИЙ 937
Необходимо учитывать, что влажность древесины оказывает большое влияние на деформации.
В соответствии с изложенными соображениями из сопоставления всех полученных при испытании данных осмотра делается общая оценка работы конструкции 1 с выделением наиболее слабых мест и указываются меры к их исправлению или усилению.
В заключение даются указания по эксплоатации конструкций с ориентировкой на поддержание исправного состояния указанных слабых мест, а также наиболее ответственных частей
2 Испытание до разрушения
При этих испытаниях должны быть выяснены влияние возрастания нагрузки на расстройство соединений, появление дополнительных деформаций, ухудшающих работу конструкции, должны быть выявлены роль пластичности древесины, характер и быстрота развития деформаций разрушения и т. п. Особое внимание должно быть уделено сравнительному изучению работы конструкции при ее выдерживании под последовательно увеличивающимися ступенями нагрузки.
Величина коэфициента запаса для данной испытанной конструкции определяется в виде отношения разрушающей нагрузки к реальной расчетной полной. При определении расчетной нагрувки должны быть учтены: А действительная влажность древесины в величине поправочного коэфициента к допускаемому напряжению и
2 снятые с натуры геометрические размеры конструкции и ее рабочих частей.
При определении величины разрушающей нагрузки должны быть' учтены: 1 собственный вес конструкции при данной влажности древесины,
2 вес прогонов, распределительных балок и других вспомогательных частей, включая элементы крыши или подвесного потолка в случае их наличия, 3 вес подвесных платформ или ящиков,
4 вес вагрувочного материала.
х См. ту и н 368.
При оценке величины запаса прочности следует иметь в виду возможность влияния на окончательный результат условий испытания: недостаточной устойчивости при испытаниях плоских конструкций определяется величиной боковых смещений по журналу контрольного теодолита, уменьшенного усилия в нижнем поясе или затяжке при данных условиях опирания конструкции и т. п., если для устранения указанных влияний не были приняты достаточные меры при испытании.
Достаточное внимание должно быть также уделено оценке влияния недостатков материала и выполнения, которые нередко имеют решающее значение.
В результате анализа работы конструкции делается оценка ее надежности, указываются наиболее слабые места и методы их усиления, а также и возможные улучшения в конструкции с целью повышения общей ее надежности.
ЛИТЕРАТУРА
1. Нилендер Ю. А., Основы методики испытания деревянных конструкций, доклад на I Всесоюзной конференции по деревянным конструкциям в Москве, 1931 г.
2. Иванов Ю.М., Действительная работа деревянных конструкций по результатам опытных исследований, доклад на I Всесоюзной конференции по деревянным конструкциям в Москве, 1931 г.
3. Иванов Ю.М., Причины недостаточного запаса прочности деревянных конструкций, Строит, пром. 8,.
1931 г., стр. 412 эта статья помещена также в приложения к книге Керстен Современные деревянные конструкции,
1932 г., стр. 396 407.
4. Нилендер Ю. А., Испытание сооружений, справочник для инженера-проектировщика Промстройпроекта, т. II, 1934 г.
5. И в а н о в Ю. М., Испытание деревянных ферм, статья в сборнике Конструктивные детали вданий, ивд. Военно-строит. упр. РККА, 1934 г., 2-е изд., т. IY, серия 12, стр. 351 359.
6. Иванов Ю. М. и X и т р о в Е. В., Установка для испытания опытных ферм водяной нагрузкой, сектор испытаний ЦНИПС, отчет по теме 1933 г.
7. Ivanov G М. et Kitrov В. V., Method st6r6ophotogramm6trlque pour mesurer les d6formation dans les btiments et constructions, Intern. Archiv fur Photogrammetrie, Bd. VIII, H. 1, 1934, S. 44.
IY. ПРОЕКТ ОСТ „ДЕРЕВЯННЫЕ КОНСТРУКЦИИ1
1. Область применения норм
1. Настоящие нормы распространяются на деревянные конструкции всех промышленных и гражданских сооружений.
2. Общие указания
2. Расчет деревянных конструкций на прочность, жесткость и устойчивость, а также конструирование их должны производиться согласно указаниям Технических условий проектирования деревянных конструкций ТУ проектирования ДК.
Величины расчетных нагрузок, подразделение их на основные и дополнительные, а также динамические коэфициенты устанавливаются согласно ОСТ 4534 4536 и ТУ проектирования ДК.
1 Текст проекта ОСТ Деревянные конструкции приводится ниже в той редакции, в какой он был принят в Центральном бюро стандартизации Главстройпрома НКТП после утверждения в Научно-техническом совете ЦНИПС.
3. Применение деревянных конструкций в помещениях с высокой температурой допускается лишь при условии, что установившаяся температура в элементах конструкции не превысит 50 Ц.
3. Материалы
4. К применению в деревянных конструкциях допускается пиленый и круглый лесоматериал удовлетворяющий требованиям в отношении сор-
ОСТ
тамента и качества древесины bKq 7099, в отношении механической прочности 6 настоящих норм.
Для основных элементов конструкций должен производиться дополнительный целевой отбор в соответствии с указаниями Технических условий возведения деревянных конструкций.
5. По влажности, отнесенной к весу древесины в абсолютно сухом состоянии, лесоматериал подразделяется на: 1 воздушно-сухой с влажностью от 10 до 18, 2 полусухой с влажностью от 18 до 23 и 3 сырой с влажностью свыше 23.
Лесоматериал, предназначенный для деревянных конструкций, должен быть, как правило,
Ф38
ПРОЕКТ ОСТ ДЕРЕВЯННЫЕ КОНСТРУКЦИИ
оздушно-сухим; исключение представляют части конструкций, находящиеся в воде, для которых рекомендуется сырой лесоматериал.
6. Временное сопротивление древесины сосны и дуба с влажностью в 15 должно быть не менее величин, указанных в табл. 1.
Таблица 1
Временное сопротивление в кгсм
Порода
скалыванию
сжатию
изгибу
вдоль волокон
Сосна 350
600
60
Дуб 459
800
90
7. Прочие строительные материалы, применяемые в деревянных конструкциях, должны удовлетворять ОСТ на-данный материал.
4. Допускаемые напряжения
1 Основные допускаемые напряжения
8. Основные допускаемые напряжения для вовдушно-сухих сосны и дуба в конструкциях, рассчитанных с учетом только основных нагрузок и возводимых: в сооружениях 2-го класса из лесоматериала отобранного сорта марки 0, в сооружениях 3-го класса из лесоматериала первого сорта марки 1, в сооружениях 4-го класса из материала второго сорта марки 2 приведены в табл. 2.
Примечания: 1. Данные табл. 1 соответствуют лабораторным испытаниям малых образцов согласно ОСТ.
2. Временное сопротивление древесины с иной влажностью п С 23 приводится к влажности 15 по формуле:
2i5 2 1 п - 15, где тд ,8 приведенное временное сопротивление;
аВп временное сопротивление образца с влажностью п; квЛ коэфициент влажности, принимаемый равным для хвойных пород 0,04, для лиственных пород 0.03:
Таблица 2
Условное
Допускаемое напря
Род напряжения
обозначе
жение в кгсм
Пояснение
ние
для сосны
f для дуба
1. Растяжение вдоль волокон
a_jJ
100
130
При наличии в элементе ослаблений
вводятся поправочные коэфициенты, см. примечание 1
KJ
100
См. примечание 2
2. Сжатие и смятие вдоль волокон.
lac D
130
3. Поперечный изгиб.
w
100
130
4. Смятие поперек волокон:
K1_L
15
30
а по всей длине элементов.
б по площадке длиной вдоль
волокон ; 10 см, а также
Ш
20
в щековых врубках.
40
При длине свободного конца элемента
не менее его толщины, длины смятия и 10 еле
в по площадке длинойсЮ см.
М
25
а также в лобовых врубках.
50
То же
5. Смятие силой, направленной под
От 15 до 100
ОтОдо 130
углом к волокнам.
В зависимости от угла и рода смятия,
Мо
От 6
От 10
см. примечание 3
6. Скалывание вдоль волокон.
В зависимости от размера врубки,
От 3 до 6
От 5 до 10
см. примечание 4
7. Скалывание поперек волокон.
t_l
8. Скалывание силой, направленной
3 12
5 10
В зависимости от угла и размеров
под углом а к волокнам.
Ма
Мф
45
60
врубки, см. примечания 3 и 4
9. Перерезывание волокон 10. Кручение. Мир
25
35
Примечания: 1. При наличии в центрально или внецентренно растянутых элементах ослаблений помимо учета ослабления сечения и изгибающего момента допускаемые напряжения снижаются умножением на коэфициенты:
а при ослаблении нагелями или зубчато-кольцевыми шпонками более 10 всего поперечного сечения 0.9:
б при ослаблении врубками врезками досок по пласти и брусьев:
симметричном. 0,8;
несимметричном 0,7;
в при ослаблении досок по кромке 0,6.
-воеf напряжен потыаетсГна Рееления напряжений смятия и скалывания допускаемое краевое борто-
3. Допускаемые напряжения смятия и скалывания силой, направленной к волокнам под углом ются по формулам:
а, вычисля
1е Ц
Ма
М.
Sin а
1
Sin2 с
где величины имеют значения, указанные в пп. 2, 4, 6 и 7.
ппя' lnrSrKai190e'auHeeiTTTpHBe5eHHSn напряжение скалывания находится путем умножения высшего предела для сосны г кгсм1, для дуба 20 кгсм на:
0,1
h
k Js
0,6
Здесь h сечения элемента в направлении врезки нормально к плоскости скалывания;
t длина плоскости скалывания в направлении скалывания.
ПРОЕКТ ОСТ ДЕРЕВЯННЫЕ КОНСТРУКЦИИ:
939
9. При расчете сжатых стержней допускаемое напряжение, приведенное в п. 2 табл. 2, снижается умножением на коэфициент q продольного иэгиба. Значения коэфициента р в за.
висимости от наименьшей гибкости А I V
расчетная длина, г радиус инерции поперечного сечения стержня определяются по формулам: при А 75:
-'8 ’
при Л 75:
3 100 ”-Л2-
При расчете составных сжатых стержней должна учитываться податливость связей, соединяющих отдельные элементы стержня, согласно ТУ проектирования ДК.
10. Для гнутых элементов допускаемые напряжения,. приведенные в табл. 2, снижаются умножением на коэфициенты табл. 3 в зависимости R
от отношения R радиус кривизны гнутого
элемента, h размер его сечения в направлении радиуса.
Таблица 3
R
h
100
125
150
175
200
250 j
300
Сжатие и изгиб Растяжение
о©
оо
0,8
0,6
0,9
0,7
1,0
0,8
1,0
0,9
1,0
1,0
Класс сооружения
Сорт лесоматериала
отборный
первый
второй
2-й класс.
1,0
0,8
3-й 1,2
1,0
0,8
4-й и временные вспомогательные сооружения, леса, подмости и т. д.
1,2
1.0
15. В зависимости от влажности применяемого лесоматериала и условий эксплоатации конструкций допускаемые напряжения умножаются на поправочные коэфициенты табл. 5.
Таблица 5
Влажность
лесоматериала
Условия эксплоатации конструкции
защищен
ные
незащи
щенные
находящиеся постоянно под водой
от атмосферных воздействий и почвенной влаги
В оздушно-су хой
1,0
0,9
Не рекомен
дуется
Полусухой
0,9
0,8
0,7
Сырой
Не допу
0,7
0,7
скается
16. Для древесины иных пород основные допускаемые напряжения, приведенные в табл. 2, умножаются на коэфициенты табл. 6, отнесенные для хвойных пород к сосне, для лиственных к дубу.
17. Общий поправочный коэфициент к основным допускаемым напряжениям, приведенным в табл. 2, вычисляется путем перемножения соответствующих коэфициентов, указанных в табл. 4, 5 и 6.
Таблица в
11. Допускаемые напряжения для металлических частей, применяемых в деревянных конструкциях, назначаются согласно ОСТ на стальные конструкции.
При расчете двойных и тройных тяжей, и болтов допускаемые напряжения снижаются на 20.
2 Поправочные коэфициенты к основным допускаемым напряжениям
12. Если в расчете кроме основных нагрузок учитываются также дополнительные или монтажные нагрузки, все допускаемые напряжения повышаются на 20.
13. Для деревянных конструкций, изготовляемых на заводе, при надлежащих отборе лесоматериала и качестве изготовления разрешается повышать допускаемые напряжения на 15.
14. При отсутствии принятого в 7 соответствия между сортом лесоматериала и классом сооружения допускаемые напряжения, приведенные в табл. 2, умножаются на коэфициенты табл. 4.
Таблица 4
Породы леса
Переводные коэфициенты для допускаемых напряжений
на сжатие
на изгиб и растяжение
на скалывание
вдоль волокон
поперек
волокон
1,0
3,0
1,0
1,0
0,9
0,8
0,9
0,8
0,7
0,7
0,8
0,8
0,85
0,85
0,9
0,9
0,7
0,7
0,7
0,7
1,2
1,2
а,з
1,0
0,7
0,7
0,7
0,6
0,9
0,9
0,9
0,8
0,9
1,0
0,8
0,9
1,0
1,0
1,0
1,0
0,8
0,9
0,8
0,7
0,8
0,7
0,9
0,8
0,7
0,7
0,8
0,6
0,7
1,0
0,8
0,8
0,6
0,5
0,6
0,6
Сосна.
Янутии Кольского полуострова
Ель Кольского полуострова. Лиственница.
Пихта уральская и сибирская. Пихта кавказская Кедр Дуб.
Береза.
Вяз и карагач Каштан Бук1.
Липа 2.
Ппимечания: 1. В сооружениях 2-го и 3-го классов допускается только в антисептированном виде.
2. Допускается только в сооружениях 4-го класса.
5. Постоянные величины
18. Расчетный объемный вес древесины сосны и дуба в зависимости от влажности приведен в табл. 7.
Расчетный объемный вес древесины иных пород вычисляется умножением значений табл. 7 для хвойных веса сосны, для лиственных веса дуба на коэфициенты:
940 ПРОЕКТ ОСТ ДЕРЕВЯННЫЕ КОНСТРУКЦИИ
для лиственницы 1,3
сосны Якутии и Кольского полуострова. 0,95
ели, пихты кавказской, кедра, березы
и бука 0,90
пихты уральской и сибирской, вяза, карагача, каштана и ольхи. 0,8
липы. 0,7
Таблица 7
Объемный вес ь кгм древесины
Порода
воздушно
сухой
полусухой
сырой
1
Сосна Дуб.
500
700
550
750
600
800
19. Модуль упругости древесины на растяжение, сжатие вдоль волокон и изгиб независимо от породы леса принимается равным:
для воздушно-сухого леса 100 000 кгсм
полусухого 90 000 сырого 70 000 Примечание. Для сосны и ели Кольского полуострова и липы модуль упругости снижается на 30.
АЛФАВИТНО-ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ 1
Автововы 901.
Аллигатор шпонка 84.
Американская разревная шпонка 84.
Анкерные прогоны сегментных ферм 309, 310.
Анкеры мачт на оттяжках 694, 695.
Антипирены 866.
Антисептики 850, 851.
Антраценовое масло 759, 850.
Арки см. трехшарнирные арки.
Арки Делорма 488.
Арки комбинированн. сист. мостов 824, 835 837.
Арочно-подкосные мосты 772 774.
Арочные мосты 774 776.
Бакелитовый клей 121 122.
Балки двутавровые см. двутавровые балки.
Балки Деревягина на пластинчатых нагелях 197 211; изготовление 202; конструирование 199; расчет 200 202, 203 211 таблицы.
коробчатые придание строительного подъема 171; производство работ 186; расчет 174 186; таблицы 177 185.
на косых шпонках 189 190.
брусчатые простые 707 708; Гау ' системы 716 722; двутавровые 725 730; параболические 730 735; на пластинчатых нагелях 709 712; ригельно-подкосные 722 725; шпренгельные 712 716.
Балки простейшие 126 155. Общ. укав, по расч. и констр. 127 129, 40 41; расчет балок из бревен 130 136, 141; расчет балок из брусьев и досок 150 155, 141 149 таблицы; расчет неравреаных балок 128.
Балки прямоугольного сечения на гвоздях 190 197.
Балочные мосты малых и средних пролетов многопролетные 762; с одноярусными прогонами 765; простейшие 760 762; с составными прогонами 765.
Балочные фермы подробно см. по типам: двускатные 274 284; многоугольные сегментного очертания 284 285; с параллельными поясами 274 284; треугольные 244 253; треугольные с нагрузкой в узлах 253 274.
Бандажи для консервированной древесины 854; футляры 915.
Башни-оболочки общие данные 637; см. водонапорные башни и градирни.
силосные 668 676; конструкции 669 расчет 670.
подкрановые
1 Составил ннж. С. К. Лазарева.
Башни силосные гнуто-настильные 670; клепочно-обручные 673; рубленые многогранные 675.
системы Шухова 657 668 пример расчета
Безметальные кружально-сетчатые своды 482; см. своды кружально-сетчатые.
Безраспорные мосты больших пролетов 806.
Биржи бревенные 896; пиломатериалов 903 904.
Болтовые нагели 104.
Болты вес 76; сортамент 75.
Бонитет 886.
Борьба с гниением 848 865 строительные меры 858; пожарной опасностью 866 870.
Бревнотаски 896.
Бугели для мачт 693.
Бульдог шпонки Теодорсена 85.
Бурра фермы 804.
Буффо шпонка Форселя 86.
Вес объемный древесины 12,13.
Вес собственный
балок подкрановых 707; балок простых 127; балок тавровых деревянных 245; болтов 76; гвоздей 110; куполов 584, 598; сводов кружально-сетчатых 501; ферм треугольных с непосредственной нагрузкой 253.
Ветровая нагрузка см. нагрузка ветровая.
Ветровые связи мостов 758.
Вечная мерзлота сооружение мостов 792.
Видегрена дороги 892.
Виньоля рельсы 737.
Висконсинские силосные башни 670.
Вкладыши Грейма 87; Корбша 81; Кюблера 81; Шпильмана 81.
Влажность древесины 11, 12, 904, 905; определение 905 907, 921 922.
Водонапорные башни-оболочки 637 646; расчет 638; пример расчета 642.
Водяные лотки 893.
Ворот для подтаски леса 889.
Вредители древесины 856.
Временное сопротивление древесины 938; изгибу 42; растяжению 17; сжатию 23, 921; смятию 48.
Врубки конструирование и расчет 53 72; лобовые 54,57; надежность соединений на врубках 70 72; ножничные 66 70; силосных башен 675; трехплоскостные 60 66; щековые 58 59.
Выгрузка леса 895.
Габариты подмостовые 760 761; проезда 760.
Галлереи и эстакады 735 755; конструкции 736 745, 747; примеры проектов 747 755; расчет 745.
АЛФАВИТНО-ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТ ЕЛЬ
. v
Гау системы мосты 778 774, 781 расчет; подкрановые балки 716 722.
Гвоздевые сопряжения 109 119, 817; расчет 112 117; сегментных ферм 319 328, 332.
Гвозди забивание 110; классификация 109; крупносортные 118 119, 817; для прямоугольных балок 191; расстановка 111 112 см. расстановка; для сводов Шухова-Брода 478; сортамент 116; строительные 110.
Гвоздомет 119.
Генеральные размеры мостов: больших пролетов 806; малых и средних пролетов 759.
Гензеля шпонка 82.
Гетцера шпонка скоба 86.
Гладкие кольцевые шпонки 82 85, 88 96; изготовление 95; неразрезные 82 84; работа под действием усилий 89; разрезные 84 85, 817; расчетные данные 90 93; сортамент 93; стыки 90; узлы 94, 255.
Гниение см. защита от гниения.
Гнилостные процессы 849.
Гнуто-настильные силосные башни 670.
Гоппенсталя прибор 906.
Горяче-холодная ванна 853.
Градирни-оболочки 646 656; расчет С47 656; пример расчета 650.
Грейма вкладыш 87; Грейма накладка 88.
Двускатные фермы с пологими скатами 284, 24 295; см. фермы с параллельными поясами.
Двутавровые балки с перекрестной стенкой 211 235; конструирование 211 217; общие сведения 211; расчет 217 232 таблицы, 228 232 односкатные и двускатные, 223 227 с параллельными поясами; 233 235типовой; ■ строительный подъем 172, 217.
балки подкрановые 725 730.
со сплошной стенкой гвоздевые 187.
с фанерной стенкой 235 244; конструкция 236 237; общие сведения 235; расчет 238 244; строительный подъем 173, 237.
Делорма арка 488.
Дерево см. древесина.
Деревоплита конструкция 155; деревоплита в междуэтажных перекрытиях 158, 808; расчет 157.
Деревягина балки 197 211; подкрановые 709 712; см. балки.
Деревянные трубы мосты 776.
Деррик-краны 699 703.
Детали клееные 119 126.
Дефекты древесины от сушки 908 910.
Деформации деревянных конструкций 21, 873; гвоздевых сопряжений 113, 115; см. измерение деформаций.
Дехалля шпонка 84.
Диакун определение влажности древесины 921.
Диафрагмы башен-оболочек 639,646; башен Шухова 657, 660; сводов кружальносетчатых 488, 504; стрел деррик-кранов 700.
Дисковая шпонка 80.
Диференциальные уравнения сводов-оболочек 548 552, 552 556 метод интегрирования.
Днища резервуаров 678.
Допускаемые нагрузки см. нагрувки.
Допускаемые напряжения см. напряжения.
Древесина летняя 9, 13, 920; спелая 9, 887.
Древесины влажность 11, 12, 904, 905 907, 921 922; звукопроводность 10; коробление 11; крепость 12, 20 21, 871; линейное расширение 10; механические свойства 12, 920; неправильности строения 14 16; объемный вес 12, 13; плотность 13; пороки 20;. предел пропорциональности 24; сортировка 889, 895; строение 9; теплоемкость 10; теплопроводность 10; усушка 11, 872; электросопротивление 10.
Древесины растяжение 17 23; сжатие 23 39; скалывание 43 45; смятие 46 48.
Железнодорожные рельеы 737.
Животный клей 121 122, 124.
Забивание гвовдей 110, 117; крупносортных 118 119.
Заболонь 9, 887.
Заготовка древесины 886 889.
Закал 908, 909, 910.
Занавесы несгораемые 868.
Запань 893.
Защита от вагнивания галлерей и эстакад 746; деревоплиты 161; мостов 759, 815, 817, 828; см. борьба с гниением.
Звукопроводность древесины 10.
Зубчато-кольцевые шпонки 84 85, 96 100; влияние усушки 873; изготовление 100; расчетные данные 98; сборка конструкций 98.
Иванова шпонка 85.
Изгиб поперечный 39 43; продольный 25 39; см. продольный изгиб.
Измерение деформаций 875 876; 930 933, 934.
Испытание деревянных конструкций 918 937.
Казеиновый клей 121 123, 124.
Камеры сушильные 904, 911.
Капитализированная стоимость мостов 759.
Карболинеум 850.
Карлуса шпонка 83.
Каркасные многоэтажные здания 632 636.
Квятковского шпонка 83.
Классификация антисептиков 850; башен силосных 669; гвоздей 109; грибов-разрушителей 849; мостов 756; сооружений по условиям загнивания 849; эстакад и галлерей 735.
Клееные конструкции 119 126; способ изготовления 119 120.
Клей для древесины см. по видам.
Клепочно-обручные силосные башни 673; второй тип 1932 г. 674; первый тип 1931 г. 673.
Кобра способ пропитки 853.
Кольцевые шпонки см. гладкие и зубчатые кольцевые шпонки.
Комбинированно-подкосные мосты 770 772.
Компис-пила 888.
Конденсационные процессы 858.
Консервирование древесины 850 856; способы 852; выбор способа 856.
Конструктивный строительный подъем 161 173; второго рода 167; первого рода 163 167; придание балкам констр. строит, подъема 171.
АЛФАВИТНО-ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
94
Конструктивный строительный подъем балок Деревягина на пластинчатых нагелях 204, 709, 710; двутавровых с перекрестной стенкой 172, 217, 728; двутавровых со сплошной стенкой 187; двутавровых с фанерной стенкой 173,237; коробчатых175; прямоугольных 192; тавровых 247.
строительный подъем шпренгельных ферм 250.
Корбша вкладыши 81.
Коробление древесины 11.
Коробчатые балки см. балки коробчатые.
Косослой 14, 20, 23.
Коуши 691.
Коэфициенты приведения закрепления при продольном изгибе 26; трения дерева по дербву при продольном ивгибе 54; уменьшения напряжения при продольном изгибе 25.
Крень 15.
Креозот 759, 850.
Креозотовое масло 850.
Крепление, монорельсов к рамам фонарей 448 450; оттяжек, мачт 691, 692; рельсов к подкрановым балкам 734.
Крепость древесины: влияние плотности, влажности и строения 12, 20 21, 871; ©м. сопротивление временное.
Кристоф и Унмак шпонка 82.
Кровля галлерей 742; куполов 587; навесов и сараев 606; сводов-оболочек ребристых 533; сводов-оболочек тонкостенных 519 520.
Кружально-сетчатые своды 482; см. своды кружально-сетчатые.
Крупносортные гвозди 118 119.
Крюгера шпонка 83.
Кук антисептик 851.
Куполы кольцемассивные 598.
плоскостные ребристые 583 588; расчет 584.
полу сборные и сборные 603.
ребристые оболочки вращения 593, 598; расчет 594.
сетчатые 589.
тонкостенные оболочки вращения 589 593; расчет 589.
Кюблера вкладыши 81.
Лебедки для подтаски леса 889.
Ледорезы 789 792.
Ледяные дороги 892.
Лежневые дороги 891.
Лесной транспорт 889.
Лесные ресурсы СССР 879 886.
Лесопильные заводы 897.
Летняя древесина 9,13, 920.
Линейное расширение древесины 10.
Линии влияния для мостов безраспорных систем больших пролетов 808 810; Гау 783; комбинированно-подкосных 772; плашкоутов 797; ригельно-подкосных 770; Тауна 786; трапецоидально-подкосных 769.
Линии влияния для подкрановых балок Гау 718; параболических 733; ригельно-подкооных 723; шпренгельных 714.
Лобовые врубки 54, 57; узлы на лобов. врубках 253, 256, 274.
Лучи сердцевинные 10.
Маленит 851.
Маслянистые антисептики 850.
Материалы для деревянных конструкций 937,, 939; нагрузки при испытаниях конструкций 928; подкрановых балок 707; резервуаров 677; сводов Шухова-Брода 476; сегментных ферм 296; трехшарнирных арок из сегментных ферм 423; трехшарнирных арок ив треугольных ферм 411, 416.
Мачты на оттяжках 682 699; конструирование 691 696; расчет 682 691; 695.
Механические свойства древесины 12.
Многоугольные фермы сегментного очертания. 284 285.
Многоэтажные здания см. каркасные здания.
Модуль упругости дерева 17, 18, 24, 42, 940.
Молевый сплав 893.
Моментная теория своды-оболочки 548.
Моменты инерции таблицы балок из бревен 136; балок составных 135; поперечного сечения сводов-оболочек 542; прямоугольных сечений 137 140.
Моменты сопротивления моменты инешии
Моменты статические моменты ерц.
Монорельсов подвешивание к рамам фонарей 448 450.
Морской древоточец 857.
Мосты больших пролетов см. сложные плоскостные системы.
Мосты малых и средних пролетов 755 800 см. также по типам; арочные 774; балочные 760; в вечной мерзлоте 792; классификация 756; наплавные 793; основные данные для проектирования 759, 760; подкосные 767; с решетчатыми фермами 777; трубы 776.
Мосты с решетчатыми фермами малых и средних пролетов 777 786; Гау 778 784; расчет 781; Лембке 786; подвесные 77, 778; Тауна 784 786.
Наблюдение за конструкциями в эксплоатации 875.
Навесы и сараи 604 618; двухпролетные 611; консольные и козырьковые 618; многопролетные 615; однопролетные 606; трехпролетные 615.
Нагельные соединения 100 109; конструи
рование 106; работа 100 102; расчет 102 106, 108; типы 100.
Нагрузка ветровая 437; башен-оболочек 637; башен Шухова 657; кружально-сетчатых сводов 501; куполов 590; мачт на оттяжках 682, 683.
Нагрузка допускаемая балок из досок и брусьев 142 149 таблицы.
Нагрузка при испытаниях конструкций 922 929, 933.
Нагрузка расчетная мостов 760.
Нагрузка снеговая 313 314, 437; кружальносетчатых сводов 501.
Накладки металлические 73; в гвоздевых сопряжениях 115; Грейма 88; в двутавровых балках 215, 216.
Наплавные мосты 793 797.
Напряжения дополнительные от изгиба 21 23.
Напряжения, допускаемые для дерева, 938,. 939; иэгиб 42; растяжение 20 21; сжатие 24; скалывание 42 45; смятие 48; для гвоздей 112.
Напряжения, допускаемые в конструкциях и сооружениях: арки из сегментных ферм429; балки Деревягина на пластинча
44
АЛФАВИТНО-ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
тых нагелях 200; балки двутавровые стыки 216; балки прямоугольные на гвоздях 190; башни силосные 670, 674; градирни-оболочки 648; сегментные фермы 351.
Напряжения, допускаемые в сопряжениях: врубки 54, 58; гвоздевые сопряжения 112, 115 прокладки; нагельные сопряжения 104, 105, 106; хомуты резервуаров 678.
Напряжения, допускаемые для фанеры, 114, 241.
Неправильности строения древесины 14 16.
Ножничные врубки 66 70; узлы ферм на ножничных врубках 255, 256, 261, 262, 275.
Номограммы для расчета балок из брусьев и досок 151 153; деревоплиты 158; стержней на продольный изгиб 27 29.
Область применения арок и сегментных ферм 421; арок из треугольных ферм 407, 409, 416; арочных мостов 774; балок двутавровых
с перекрестной стенкой 211;
балок двутавровых с сплошной стенкой 187 фанерной 235
Деревягина на пластинчатых нагелях 198
на косых шпонках 188
простейшего вида 127
прямоугольных на гвоздях 190
тавровых ферм 245
шпренгельных 249
галлерей и эстакад различных типов
739, 740; Гау системы мостов 778; комбинированных систем мостов больших пролетов 803, 806; мачт на оттяжках 682; подкрановых балок деревянных 706; пустотелых сжатых стержней 699; ■ рамных конструкций фонарей 436; сводов кружально-сетчатых 483; сводов Шухова-Брода 476; ферм сегментных 296.
Оболонь см. заболонь.
Оболочки см. своды, куполы, башни.
Обработка древесины вторичная 911 917; первичная.897 904.
Обручи силосных башен 673.
Объемный вес древесины 12, 13, 18, 794.
Огнезащитные преграды и продухи 869.
Односкатные фермы см. фермы с параллельными поясами.
Опасные сечения продольный изгиб 26, 38.
Опорные рамы при испыт. констр. 929.
Опоры галлерей и эстакад 743, 744; для испытуемых конструкций 929; куполов 587, 597, 598; мостов больших пролетов
826; мостов средних пролетов 786 789; рам световых фонарей 439, 447, 449, 456, 463, 474.
Ослабление сечения при растяжении 21.
Осмотр конструкций при испытаниях 919, 934.
ОСТ Деревянные конструкции проект 937 940.
Осушающие продухи 862 865.
Отводы воды с крыш 862.
Оценка работы конструкций по результатам испытаний 935 937.
Очистка стволов 889.
Параболические подкрановые балки 730 735. Пароизоляция 860 865.
Парциальное давление пара 858.
Пилы для влки леса 888; ленточные 900.
Пластинчатые нагели 197 211; 709 712; 817.
Плашкоутные мосты 794 797; расчет 795.
Плотность древесины 13.
Плотовые мосты 793.
Подбор сечений балок простых 136 150 таблицы; балок тавровых 245; на продольный изгиб 27; сегментных ферм элементов 320, 330 332.
Подкосных систем мосты конструкция и расчет 767 774; арочно-подкосные 772 774; комбинированно-подкосные 770 772; ригельно-подкосные 769, 7.7.0; трапецоида льно-подкосные 767 769; расчет 768.
Подкрановые балки см. балки подкрановые.
Подтаска леса 890 891.
Подъем конструктивный строительный 161 173; см. конструктивный строительный подъем.
Полонсо фермы 265, 274, 288 292 расчетные таблицы.
Понтонные мосты 794.
Поперечный изгиб 39, 42 43.
Породы древесные группировка по строению 9; лиственные породы 884; механические свойства 13; объемный вес 12, 13, 18,. 794; хвойные породы 884.
Пороки древесины 20; см. неправильн. строения.
Предел пропорциональности древесины 24.
Предохранение от вредителей 857.
Предохранение от загниваний см. защита от загнивания и борьба с гниением.
Прессы для склейки 125.
Принципы конструирования мостов больших пролетов 816.
Проверка размеров конструкций 919.
Прогиб балок простых 127, 128; балок коробчатых 175; балок составных 162; деревоплиты 157; мостов комбинированных систем 811.
Продольный изгиб деревянных стрежней 25 39; опертых в промежуточных точках 34; составного сечения 27 35; сплошного сечения 25 27; с переменным моментом инерции 34.
Продольный изгиб поясов двутавровых балок с фанерной стенкой 238.
Продухи осушающие 862 865; огнезащитные 869.
Проекты мостов больших пролетов примеры 818 848.
Производство работ по сооружению куполов 603; мачт на оттяжках 696, 697; мостов больших пролетов 828 830, 843 848; сводов-оболочек ребристых 541; сводов-оболочек тонкостенных 530; сводов Шухова-Брода 480 482.
Прокладки в гвоздевых сопряжениях 115; в двутавровых балках 215 216.
Пропитка древесины антипиренами 866; горяче-
холодной ванной 853; под давлением ’ 852; Кобра 853.
Прочность древесины см. крепость древесины.
Противопожарные мероприятия: галлерей и эстакады 746; мосты 817, 828; см. Борьба с пожарной опасностью.
Психрограф 904.
Радиомачты см. мачты на оттяжках.
Радиус инерции составных сечений табл. 36 38.
Разбивка на пролеты галлерей и эстакад 744; мачт на оттяжках 692
I
АЛФАВИТНО-ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
945
Развитие деревянного мостостроения данные 800 803.
Разделка стволов 889.
Размещение гвоздей см. расстановка.
Рамные конструкции фонарей 436 474; см. рамы по типам.
Рамные опоры мостов 788.
'Рамы лесопильные 898 900.
Рамы световых фонарей двутаврового, сечения 466 474; расчет 467, 469; примеры 469 474.
Рамы световых фонарей двухшарнирные 438 450; расчет 439 446; подвеска монорельсов 448 450; примеры 446.
Рамы световых фонарей с криволинейными поясами 456 466; расчет 457 459; примеры 459 466.
Рамы световых фонарей шпренгельные 450 456; расчет 451 453; примеры 453 456.
Раскройный цех 911, 912 917.
Распорные системы мостов больших пролетов 804.
Расстановка гвоздей в гвоздевых сопряжениях элементов конструкций 111 112, 116; двутавровых балках с перекрестной стенкой 211 212; деревоплите 155 156; коробчатых балках 174; поясах сегментных ферм 300; прямоугольных балках 191; узлах сегментных ферм 304.
Расстановка нагелей в балках Деревягина пластинчатых 199, 211; нагельных сопряжениях 166, 169; поясах сегментных
ферм 302.
Растяжение древесины -17 23; вдоль волокон 17; ■ под углом к волокнам 18; поперек волокон 18; в элементах деревянных конструкций 20 23.
Расход материалов для автодорожных мостов 797 800; 831 833, 846 847,
Расход металла в балках двутавровых с перекрестной стенкой 211; балках подкрановых 707; балках тавровых 245; куполахоболочках 598; треугольных фермах 253, 254; в трехшарнирных арках не треугольных ферм 415.
Ра. зет арок из сегментных ферм 432 436; из треугольных ферм 286 292.
Р чет балок двутавровых с перекрестной стенкой 217 235; двутавровых со сплошной стенкой 187; двутавровых с фанерной стенкой 238 244; Деревягина 203 211; коробчатых 174 186; на косых шпонках 188 190; простых 128 155, 40 4.1; прямоугольных на гвоздях 190 197.
Расчет балочных ферм двускатных, односкатных и о параллельными поясами 281 293.
Расчет балочных тавровых балок 245 249. треугольных 286 292 см.
таблицы.
Расчет балочных ферм шпренгельных 249.,
Расчет башен-оболочек 638 С46, 647 656.
силосных 670.
Шухова 657 - 6Г 8.
Расчет гибкой нити 682 684.
Расчет деревоплиты 157 161.
Расчет куполов плоскостных ребристых 584; ребристых оболочек вращения 594; тонкостенных оболочек 589 593.
Расчет мачт на оттяжках: оттяжек 685 689; тела мачты 689 691.
Расчет мостов арочных 776; балочных 765 767; больших пролетов комбинированных 807 812; Гау 781 784.
Расчет мостов плашкоутных 795; подкосных 768, 769, 772, 774; Тауна 786.
Расчет рам световых фонарей двутавровых 467, 469; двушарнирных 439 446; с криволинейными поясами 457 459; шпренгельных 451 453.
Расчет резервуаров 679 хомутов.
Расчет сводов кружально-сетчатых 488 500 геометрический, 501 504 статический.
оболочек ребристых 538 540;
542 548 приближенный.
тонкостенных 520 530; 548 556,
556 583 графики.
Шухова-Брода 479.
Расчет сегментных ферм 313 335, 350 406 таблицы.
Расчет сжатых пустотелых стержней 703 706.
Расчет сопряжений элементов конструкций: врубок 53 72; гвоздевых 112 117; нагельных 100 108; -г- шпонок 77 80, 90 93, 98.
Расчет элементов деревянных конструкций изгибаемых 40 41; растянутых 22; связей на сдвиг при продольном изгибе 30, 38; сжатых 24 39, 939; сжатых арок и сводов 35, 939; сжатых с изгибом 35; скалывания 45; скалывания при изгибе 42; смятия 48; составных брусьев на податливых соединениях 163.
Режим камерной сушки 904 908.
Резервуары 677 681.
Результаты испытаний трехшарнирных арок 409.
Рельсы железнодорожные Виньоля 737.
Ремонт деревянных конструкций 876.
Ригельно-подкосные мосты 769; подкрановые балки 722 725.
Рубленые силосные башни 675.
Ряжевые опоры мостов 789.
Сараи см. навесы и сараи.
Сбег 9.
Сборка и подъемка мачт 696, 697.
Сборка и установка мостов больших пролетов 828 830; 843 848.
Сборочный цех 917.
Свайные опоры мостов 786.
Своды кружально-сетчатые 73, 482 516; конструкция 484 488; примеры проектирования 504 516; расчет геометрический 488 500; расчет статический 501 504.
Своды-оболочки общие сведения 516.
ребристые: конструкция 530 538; расчет 538 540, 542 548 приближенный.
тонкостенные: конструкция
517 520; расчет 520 530,
548 556, 556 583 графики.
Своды Шухова-Брода 475 482; конструкция 476 479; расчет 479 480.
Свяэи сегментных ферм 309 311; мостов см. ветровые.
Сдвиг швов в составных балках 162 166.
Сегментные фермы 296 406; конструкции
299 312; общие сведения 296; примеры проектирования 335 350; расчет 313 335, 350 406 таблицы; схемы 297 299.
946
АЛФАВИТНО-ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
Сетчатые куполы 585.
Сердцевина 9.
Сердцевинные лучи 10.
Сжатие древесины 23 39; вдоль волокон 23; под углом 23; продольный изгиб см. продольный изгиб.
Сжатые пустотелые стержни 699 706; конструкции 699 703; расчет 703 706.
Силосные башни см. башни силосные.
Сименс-Бауунион увлы 87.
Скалывание древесины 43.
Склады сыпучих материалов: схемы 619 621; конструкции 620, 622 631.
Склейка деталей 119 120, 123 126.
Скобы 73; Гетцера 86.
Скорость затвердевания клея 124.
Сложные плоскостные системы мостов больших пролетов 800 848; конструирование
816; общие данные и схемы 800 807; предпосылки для применения 812 816; примеры проектов 818 848; расчет приближенный 808 812; расчет точный 807.
Слои годовые 9.
Смятие древесины 46.
Снеговая нагрузка см. нагрузка снеговая.
Солевые антисептики 851.
Сопротивление временное дерева 938; изгибу 42; растяжению 17; сжатию 23, 921; смятию 48.
Сопряжения элементов деревянных конструкций: общие соображения 49; типы 50; подробно см. по типам.
Сопряжения элементов на растянутых крепях 72.
Сортамент болтов 75; гвоздей 116; кольцевых шпонок 93; пиленого леса 128; рельсов 737.
Сортировка древесины 889, 895.
Составные балки 161.
Сплав леса 893 895.
Сплотка бревен 894.
Стандарты на тавровые балки 244.
Станки для придания строительного подъема 171 172; сборки балок Деревягина 203; переносные электродолбежные 198; поперечно-пильные 913; продольно-пильные 913; строгальные, долбежные и сверлильные 914 916.
Стены галлерей 738 742.
Стереофотограмметрический метод измерен, деформац. 932.
Стефана шпонка 83.
Стрелы деррик-кранов 700.
Строение древесины 9.
Строительные меры борьбы о гниением 858 865.
Строительный подъем сегментных ферм 311.
Стройдворы 912.
Стыки анкерных прогонов 309; балок составных 170; поясов двутавровых балок 213 217, 237; поясов сегментных ферм
300 302; сводов-оболочек настила 524.
Стяжные болты 74.
Суперобмазка 855.
Сучки 15, 21.
Сушка древесины 901, 911; воздушная 902; камерная 904.
Схемы: мостов больших пролетов 803, 804 806; решетки сегментных ферм 297 299.
Таблицы для расчета арок из треугольных ферм 409, 410, 415, 420; арок
из сегментных ферм 432 435.
балок: двутавровых с пег
рекрестной стенкой 217 232; Деревягина на пластинчатых нагелях 205 210; коробчатых 175 186; простых 131 149, 40 41; прямоугольных на гвоздях 193 197.
балочных ферм 286 295.
сводов-оболочек графики
556 583.
сегментных ферм 313 317
усилий в элементах; 321 322 сдвигающих сил; 329 расчет гвоздей; 330 332 подбор сечений; 350 406 общий расчет.
Таблицы для расчета сопряжений гвоздевых 116; нагельных 106; зубчато-кольцевых шпонок 98.
Таблицы психрометрические 906.
режима сушки 907 908.
радиусов инерции составы, сечен. 35 38.
Тавровые балки: конструкция 244; расчет
245 249.
Тарельчатая шпонка 81.
Температурный гистерезис 859, 872. Теплопроводность древесины 10.
Теодорсена шпонка бульдог 85.
Тонкостенные башни-оболочки см. градирни. Транспорт леса 889 893; пиленого леса 912. Трапецоидально-подкосные мосты 767 769. Трехплоскостные врубки 60 66; с металлическими тяжами 63.
Треугольные фермы с непосредственной нагрузкой 250 253; тавровые 242 249; шпренгельные 249 250. Треугольные фермы с узловой нагрузкой с восходящими раскосами 262 264, 265, 271, 286.
с нисходящими, раскосами
253 262, 265, 286; с переменными раскосами 264,
274, 287; Полонсо 265,
274,288 292. Трехшарнирные арки из сегментных ферм 296, 421 436; конструкции 421 423; примеры 423 431; расчет 432 436. Трехшарнирные арки иэ треугольных ферм 407 421; конструкции 411 414; расчет 407 410.
на березовых или дубовых
нагелях 409 416.
на гвоздях 416 421.
Трещины 909, 910.
Триангуляционные вышки 703.
Триолит 851.
Трубы мосты 776.
Трубчатые нагели 105.
Тухшерера шпонки см. гладкие кольцевые шпонки.
Ударная проба на твердость 920 921.
Увлы балочных ферм на врубках см. по типам врубок; гладко-кольцевых шпонках 94, 255, 257, 258, 261, 262, 263 265; зубчатокольцевых шпонках 259, 261, 262, 263
АЛФАВИТНО-ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
947
265, 277; нагелях 257, 263, 275; тяжах 259, 306, 307; хомутах 259, 260.
Узлы кружально-сетчатых сводов опорные 486; сетки 484; торцевые 487.
Узлы мачт на оттяжках 687, 691 693.
подкрановых балок Гау 717, 718; парагболических 731; ригельно-подносных 723.
ь рам фонарей см. примеры по типам рам. сегментных ферм: опорные 305 309, 333.334, 352; поясов 303,304, 311.
трехшарнирных арок из сегментных ферм: опорные 421 422; коньковые 423.
трехшарнирных арок иэ треугольных ферм 412 413; 417 420.
Уклоны проезжей части мостов 759.
Уралит 851.
Усиление деревянных конструкций 877.
Условия возникновения гниения 849.
Усушка материала влияние на конструкции 872, 11.
Утепление водонапорных башен 638; галлерей 741, 742; сводов-оболочек ребристых
536; сводов Шухова-Брода 478; силосных башен 673.
Уход эа мачтами на оттяжках 698.
Ферма Бурра 804.
жесткости мостов больших пролетов 804, 806, 824 826, 837 840.
Фермы см. балочные и сегментные фермы.
Фермы для галлерей и эстакад 739, 740 схемы.
Фермы с параллельными поясами: с восходящими раскосами 274, 275, 279; с нисходящими раскосами 275, 276, 281, 293; с переменными раскосами 276, 279.
Фонари световые на сегментных фермах 312, 352; на сводах Шухова-Брода 478; см. Рамы световых фонарей.
Формула Знаменского скалывание 44.
Тетмайера продольный изгиб 25.
ТУ и Н продольный ивгиб 25.
Эйлера продольный изгиб 25.
Форселя шпонка Буффо 86.
Фтористый натрий 851.
Фундаменты галлерей и эстакад 744; мачт на оттяжках 696; триангуляционных вышек
Хлористый цинк 851.
Хомуты резервуаров 678, 679; силосных башен 673.
Хорькова шпонка ЦНИПС 85.
Хранение бревен на биржах 896 897.
Чердачные покрытия характеристика 862.
Шаблоны для расстановки гвоздей 171. Шпильмана вкладыши 81.
Шпонки круглые 80 82; общие сведения 50, 77; призматические 77 80.
деревянные: 21, 78 79, 80; круглые 80. металлические: когтевые 85 88; прямоугольные 79; центровые 80; см. гладко-кольцевые щпонки и зубчато-кольцевые шпонки.
Шпренгельные подкрановые балки 712 716. Шпренгельные фермы, конструкция и расчет 249 250.
Шульца шпонка 79.
Шухова башни см. башни.
Шухова-Брода своды см. своды.
Щековые врубки 58; уэлы на щеков. врубках 257, 258, 274, 276, 305.
Эксплоатация деревянных конструкций 871 878. Электросопротивление древесины 10.
Элементы пролетного строения мостов 757.
Ядро древесины 9, 887.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
Предисловие 7
РАЗДЕЛ ПЕРВЫЙ
ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДРЕВЕСИНЫ
I. Строение древесины и ее основные
свойства Проф. Е. И. Савков
4. Строение древесины 9
2. Фивические свойства древесины 10
3. Механические свойства древесины. 12
4. Влияние на крепость древесины влаж
ности, плотности и неправильностей ее строения 12
1 Влияние влажности. 12
2 Влияние плотности. 13
3 Влияние неправильностей строения 14
Литература 16
П. Растяжение Инж. В. В. Большаков
1. Лабораторные данные. 17
1 Растяжение вдоль волокон 17
2 Растяжение поперек волокон 18
3 Растяжение под углом. 18
2. Растяжение в элементах деревянных конструкций 20
1 Допускаемые напряжения 20
2 Центральное растяжение 20
3 Внецентренное растяжение. 22
Ш. Сжатие
Инж. В. П. Синицын
1. Лабораторные данные. 23
1 Сжатие вдоль волокон 23
2 Сжатие под углом к направлению
волокон 23
3 Предел пропорциональности и
модуль упругости 24
2. Расчет сжатых элементов. 24
1 Допускаемые напряжения. 24
2 Расчет на центральное сжатие. 25
3 Продольный изгиб стержней
сплошного сечения. 25
4 Расчет на продольный иэгиб стержней составного сечения. 27
5 Расчет стержней, опертых в промежуточных точках 34
6 Расчет стержней с переменным
моментом инерции. 34
8. Расчет элементов, работающих на сжатие с изгибом. 35
4. Расчет арок и сводов 35
Литература 39
Стрл
IV. Поперечный изгиб
Инж. М. Е. Каган
1. Распределение внутренних напряже
ний в изогнутом брусе. Расчет на прочность. 39
2. Временное сопротивление. Предел
долговременного сопротивления. Расчетная жесткость. 42
Литература 42
V. Скалывание
Инж. Г. Г. Т а х т а м ы ш е в
1. Лабораторные данные 43
2. Расчет элементов деревянных конструкций на скалывание 45
VI. Смятие Инж. Г. Г. Тахтамышев
1. Лабораторные данные. 46
1 Особенности работы древесины
на смятие 46
2 Смятие вдоль волокон 46
3 Смятие поперек волокон 46
4 Смятие под углом 47
2. Расчет элементов деревянных конструкций на смятие 48
РАЗДЕЛ ВТОРОЙ СОПРЯЖЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИИ
I. Общие соображения при выборе и конструировании сопряжений элементов
Проф. Г. Г. Карлсен
1. Основные положения 49
2. Характеристика основных типов сопряжений. 50
1 Врубки 50
2 Сопряжения на деревянных шпонках 50'
3 Сопряжения на металлических
шпонках 51
4 Нагельные сопряжения. 51
5 Прочие виды сопряжений 52
3. Выводы 53
П. Врубки
Инж. М. Д. Анненков
1. Общие указания для проектирования
и расчета врубок 53
2. Расчет и конструирование узловых
сопряжений на врубках 53
1 Лобовые врубки с одиночным вубом 5
ОГЛАВЛЕНИЕ
949
Стр.
57
58 60 66
70
72
72
2 Лобовые врубки с двойным зубом.
3 Щековые врубки.
4 Трехплоскостные врубки
5 Ножничные врубки 3, Надежность узловых сопряжений на
врубках Литература.
Ш. Сопряжение элементов деревянных конструкций на растянутых крепях Проф. Г. Г. Кар зсен
IV. Шпонки Инж. В. Ф. Гау зе
1. Общие сведения 2. Призматические линейные шпон-
КИ 1 Поперечные деревянные шпонки
2 Продольные деревянные шпонки.
3 Металлические шпонки.
3. Круглые центровые шпонки сплошного сечения 4. Гладкие кольцевые шпонки.
1 Неразрезные кольцевые шпонки
2 Разрезные кольцевые шпонки
5. Зубчато-кольцевые шпонки
6. Когтевые шпонки 1 Шпонка Бульдог инж. Теодор-
сена.
2 Шпонка Буффо инж. Форсель
3 Скоба Гетцера.
4 Вкладыши Грейма.
5 Стыковые накладки системы Грейма.
Литература
V. Гладко-кольцевая шпонка Инж. Ю. М. Иванов
1. Общие сведения 2. Работа гладких кольцевых шпонок
под действием усилий.
1 Различие в работе разрезного и замкнутого кольца.
2 Работа кольца как шпонки.
3 Запас прочности и характер разрушения соединений.
3. Расчетные данные и сортамент шпонок.
4. Стыки.
5. злы.
6. Требования к изготовлению кольцевого соединения
Литература.
VI. Зубчато-кольцевая шпонка Инж. М. М. Хорьков
1. Общие сведения 2. Проектирование конструкций на зубчато-кольцевых шпонках
3. Сборка конструкций 4 Изготовление вубчато-кольцевых шпонок
77
77
78
78
79
80 82 82 84
84
85
85
86 86
87
88 88
88
89
89
89
89
90 90
94
95
96
96
98
98
100
VII. Нагельные сопряжения Инж. А. В. Левяшин
1. Типы нагельных соединений.
2. Характеристика работы нагельных со единений
100
100
Стр.
3. Расчет нагельных соединений 102
4. Конструктивные указания 106
5. Примеры расчета 108 '
Литература 109
VU1. Гвоздевые сопряжения Доц. Г. А. Цвингман
1. Классификация гвоздей 109
2. Строительные гвозди 110
3. Забивание гвоздей. 110
4. Расстановка гвоздей. 111
5. Расчет гвоздевых сопряжений 112
1 Расчет на сдвиг 112
2 Расчет на выдергивание 116
6. Производство работ 117
Литература 118
IX. Крупносортные гвозди 118
Инж. Н. Ф. Котов
X. Клееные деревянные детали в конструкциях Инж. Н. Ф. Бочаров
1. Введение 119
2. Способы изготовления отдельных деталей. 119
3. Клей Для склеивания древесины. 121
4. Подготовка древесины для склеивания 123
5. Процесс склеивания 123
Литература 126
РАЗДЕЛ ТРЕТИЙ ПЛОСКОСТНЫЕ СИСТЕМЫ
I. Балки простейшего вида'
Инж. П.П. Николаев
1. Общие сведения 127
2. Общие конструктивные и расчетные
указания 127
3. Расчет балок из бревен. 130
4. Расчет балок из брусьев и досок 141
1 Вспомогательные таблицы. 141
2 Номограмма для расчета балок
из брусьев и досок 151
Литература 155
П. Деревоплита Инж. П. П. Николаев
1. Общая характеристика 155
2. Конструкция 155
3. Расчет 157
1 Расчет деревоплиты в кровельных покрытиях.;. 157
2 Расчет деревоплиты в междуэтажных перекрытиях 159
4. Защита от гниения 161
Литература 161
Ш. Конструктивный строительный подъем Инж. В. Г. Писчиков
1. Работа составных балок на податливых соединениях 161
2. Конструктивный строительный подъем
первого рода 163
3. Конструктивный строительный подъем
второго рода 167
4. Придание балкам конструктивного
строительного подъема 17И
1 Гвоздевые балки ограниченной высоты прямоугольного двутаврового и коробчатого сечения 171'
950
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
2 Двутавровые балки с перекрестной стенкой 172
3 Двутавровые балки с фанерной
стенкой 173
IV. Коробчатые балки Инж. Д. И. Давыдов
1. Общие сведения. 174
2. Расчет коробчатых балок 174
3. Таблицы элементов коробчатых ба-
лон. 175
1 Принципы составления таблиц 175
2 Пример пользования таблицами 176
3 Поверочный расчет балки 176
4. Производство работ 186
У. Двутавровые гвоздевые балки со сплошной стенкой ограниченной высоты
Инж. В. С. Деревягин
1. Общие сведения 187
2. Пример расчета. 187
3. Определение стрелки строительного
подъема 187
VI. Балки на косых сосновых шпонках
Инж. В. С. Деревягин
1. Общие сведения 188
2. Пример расчета балки иэ двух брусьев 188
3. Пример расчета балки ив трех брусьев 189
ТП. Балки прямоугольного сечения на гвоздях
Инж. В. Г. Писчиков
€. Общие сведения 190
2. Таблицы балок прямоугольного сечения на гвоздях. 190
1 Принцип составления таблиц 190
2 Размеры гвоэдей. 191
3 Метод расчета балок 191
4 Конструктивный строительный
подъем балок 192
5 Пример пользования таблицами 192
VIII-А. Балки на пластинчатых нагелях системы Деревягина
Инж. В. С. Деревягин
1. Общие сведения 197
2. Конструктивные указания 199
3. Расчет. 200
4. Примеры расчета. 201
1 Балка из двух брусьев 201
2 Балка из трех брусьев. 201
5. Инструкция по изготовлению балок. 202
1 Заготовка пластинчатых нагелей 202
2 Сборка балок. 202
УШ-В. Таблицы балок на пластинчатых нагелях системы Деревягина
Инж. В. Г. Писчиков
1. Область применения таблиц. , 203
2. Принципы составления таблиц 204
3. Метод расчета балок 204
4. Вычисление допустимых нагрузок 204
5. Конструктивный строительный
подъем 204
6. Данные о пластинчатых нагелях 204
Стр.
IX. Двутавровые гвоздевые балки с перекрестной стенкой
Инж. В. Г. Писчиков
1. Общие сведения.
2. Конструкция и расчет
1 Пояса
2 Стенка.
3 Ребра жесткости
4 Стыки поясов
5 Конструктивный строительный
подъем 217
В. Таблицы двутавровых гвоздевых балок с перекрестной стенкой. 218
1 Принципы составления таблиц 218
2 Расчет балок.'. 218
3 Пользование таблицами 221
4 Таблицы балок с параллельными
поясами. 223
5 Таблицы балок с двускатным
и односкатным верхними поясами. 228
4. Типовой расчет балки с параллельными
поясами 233
1 Определение размеров элементов
балки 233
2 Расчет поясных гвоздей. 233
3 Расчет стыка нижнего пояса 233
4 Стык верхнего сжатого пояса. 235
5 Определение средней ординаты
кривой конструктивного строительного подъема 235
X. Двутавровые балки с фанерной стенкой
Инж. В. Г. Писчиков
1. Общие сведения 235
2. Характеристика конструкции и ее особенности 236
1 Поперечное сечение 236
2 Фанерные стенки 236
3 Ребра жесткости 236
4 Стыки поясов 237
5 Конструктивный строительный
подъем. 237
3. Расчет балок. 238
1 Расчет поясов. 238
2 Расчет фанерной стенки. 241
3 Расчет гвоздей 241
4 Пример расчета балки с фанерной
стенкой. 242
XI. Балочные фермы
Инж. В. Г. Писчиков
1. Треугольные фермы с местной загрузкой поясов. 244
1 Тавровые балки. 244
2 Шпренгельные балки 249
3 Треугольные сближенные фермы. 250
2. Треугольные фермы с нагрузкой в
узлах 253
1 Треугольные фермы с нисходящими
раскосами. 253
2 Треугольные фермы с восходящими раскосами. 262
3 Треугольные фермы с переменным направлением раскосов 264
4 Фермы типа Полонсо 265
5 Примеры ферм треугольного очертания. 265
211
211
211
212
213
213
ОГЛАВЛЕНИЕ
ump-
3. Фермы с параллельными поясами.
Двускатные фермы с пологими скатами 1 Фермы с восходящими раскосами
2 Фермы с нисходящими раскосами 3 Фермы с переменным направлением раскосов. ' 4 Примеры ферм с параллельными
поясами, ферм односкатных и двускатных 4. Многоугольные фермы сегментного
очертания. ; 1 Фермы о трапециевидным фонарем 2 Фермы под односкатную кровлю.
5. Усилия в стержнях балочных ферм
ХП. Сегментные фермы Инж. В. А. 3 а м а р а е в
1. Общие сведения 1 Характеристика и область применения.
2 Материал.
2. Схемы ферм 1 Очертание верхнего пояса
2 Высота ферм.
3 Схемы решетки
4 Число панелей
3. Конструкция.
1 Верхний пояс
2 Нижний пояс
3 Решетка.
4 Опорные у8лы.
5 Связи между фермами.
6 Крепление ферм на опорах
7 Строительный подъем 8 Надстройки и несущая конструкция фонаря
4. Расчет .4 Общие указания
2 Нагрузки.
3 Определение усилий
4 Расчет верхнего пояса
5 Расчет нижнего пояса
6 Расчет решетки.
7 Расчет опорных узлов.
8 Расчет связей между ферма-
МИ 5. Примеры проектирования
6. Таблицы сегментных ферм
1 Общие пояснения 2 Принципы конструирования
Стр.
274
274
275
276
279
284
284
285
286
296
296
296
297 297 297
297
298
299 299
301
302 305 309 311
311
312 312
312
313
317
318 328 330
333
334
335 350
350
351
ХШ. Трехшарнирные арки из треугольных
ферм
Инж. JI. К. Войцеховский
С. Общая характеристика трехшарнирчых арок 1 Отличительные особенности
2 Расчет 3 Конструирование ферм 4 Результаты испытаний трехшарнирных арок 2. Трехшарнирные арки на дубовых или березовых нагелях.
1 Материалы.
2 Пролеты и нагрузки 3 Конструкции узлов и стержней
4 Пространственная устойчивость
фермы 5 Типовые проекты арок.
3. Трехшарнирные арки на гвоздях.
1 Пролеты, нагрузки и схемы арок.
2 Сортамент материалов 3 Конструкция у8лов и стержней
4 Связи между фермами 5 Типовые проекты трехшарнирных арок на гвоздях.
Xl V. Трехшарнирные арки из сегментных
ферм
Инж. В. Г. П и с ч и к о в
1. Область применения 2. Конструкция узлов и стержней
3. Требования к материалу.
4. Примеры арочных ферм.
5. Усилия в стержнях арочных ферм.
ХУ. Рамные конструкции фонарей промышленных зданий
Инж. А. А. Новиков
1. Общие сведения.
1 Область применения
2 Конструкция
3 Нагрузки
4 Выбор схемы 2. Двухшарнирные рамы малых про-
летоВ 1 Конструкция 2 Метод расчета и его особенности
3 Определение расчетных величин в двухшарнирной раме.
4 Проект двухшарнирной рамы.
монорельсовых
Стр.
414
414
416
416
416
417
420
421
3.
4.
446
5 Подвешивание
путей ь
Рамы шпренгельного типа 4
1 Конструкция 4
2 Метод расчета 4
3 Проект трехшарнирной шпрен-
гельной рамы 4
Рамы с криволинейным поясом , 4
1 Схемы и конструкция 4
2 Методы расчета. 4
3 Пример проектирования. г-
Рамы двутаврового сечения с дощатой или фанерной стенкой
1 Схемы. 4
2 Конструкция. 4
3 Особенности расчета. 4
4 Проект трехшарнирной рамы 4
РАЗДЕЛ ЧЕТВЕРТЫЙ ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ СИСТЕМЫ
I. Двойные гнутые своды Шухова-Брода
I.
407
Инж. В. А. Иванов
,-уль
407
1. Общие сведения 407
2. Описание элементов конструкции
К0Й
409
1
2
Настилы Прогоны.
409
3
Мауерлаты
4
Затяжки.
. грукци
409
5'
Скрепления.
х 1 ■
411
6 Утепление и кровля
. 4
411
7 Фонари 47
411
3. Проектирование и расчет сводов
4ПГ
г
ОГЛАВЛЕНИЕ
-wr v 'загнйвания.
2 ПрожЛюжаше мероприятия
3 Особенности конструирования 4. Примеры проектов Литература.
Стр.
746
746
747 747 755
XII. Мосты малых и средних пролетов ;Проф. Е. Е. Гибшман
1. Общие сведения о мостах 755
1 Основные понятия. 755
2 Основные требования, предъявляемые к мосту. 758
3 Защита мостов от загнивания 759
2. Основные данные для проектирования
деревянных мостов. 759
1 Определение генеральных размеров моста. 759
2 Расчетные нагрузки. 760
3 Габариты проезда. 760
4 Подмостовые габариты и судоходные требования 760
■3. Балочные мосты. 760
1 Простейшие балочные мосаы 760
2 Многопролетные балочные мосты. 762
3 Балочные мосты с составными про- 765
гонами 765
4 Балочные мосты с одноярусными
прогонами 765
5 Расчет балочных мостов 765
4. Мосты подносных систем 767
1 Мосты трапецоидально-подкосной
системы 767
2 Мосты ригельно-подкосной системы 769 3
3 Мосты комбинированных подкос-
ных систем 770
4 Мосты арочно-подкосной системы 772
Арочные мосты. 774
1 Общие сведения 774
2 Конструкция 774
3 Расчет. 776
6. Деревянные трубы. 776
1 Общие сведения 776
2 Конструкция. 776
7. Мосты с решетчатыми фермами 777
1 Общие сведения 777
2 Подвесные мосты. 777
3 Мосты системы Гау. 778
4 Мосты системы Тауна 784
8. Опоры деревянных мостов средних пролетов 786
1 Общие сведения 786
2 Свайные опоры 786
3 Рамные опоры 788
4 Ряжевые опоры. 789
5 Ледореэы 789
-9. Особенности деревянных мостов в районах вечной мерзлоты. 792
1 Общие сведения 792
2 Меры, предохраняющие деревян
ные мосты от деформаций в условиях вечной мерзлоты 792
3 Особенности постройки мостов в
районах вечной мерзлоты 793
10. Наплавные мосты. 793
1 Общие сведения 793
2 Плотовые мосты 793
3 Понтонные мосты. 794
4 Плашкоутные мосты 794
Стр.
Приложение
Данные о затрате материалов дерева и металла для деревянных автодорожных мостов 797
Литература 800
ХШ. Сложные системы плоскостных конструкций в приложении их к мостостроению больших
пролетов
Инж. В. В. Большаков
1. Введение 800
1 Период расцвета деревянного мостостроения. 800
2 Упадок деревянного инженерного
строительства 800
3 Возрождение инженерных дере
вянных конструкций в новых формах 802
4 Современное положение деревянного большепролетного мостостроения в СССР. 802
2. Сложные комбинированные системы
мостов больших пролетов 803
1 Характеристика. 803
2 Области применения различных
комбинированных систем 803
3 Распорные системы. 804
4 Безраспорные системы 806
5 Генеральные размеры 806
6 Методы расчета комбинированных
систем 807
7 Прогиб комбинированных систем. 811
Основные предпосылки для применения сложных комбинированных систем
в деревянных конструкциях больших пролетов 812
1 Криво линейность верхнего пояса 812
2 Простота конструкции 812
3 Возможность перераспределения
усилий 813
4 Удобство конструктивной защиты
от гниения 815
4. Принципы конструирования. 816
1 Принцип дробности в сечениях
элементов 816
2 Принцип дробности в сопряжениях 816
3 Методы борьбы с гниением как ре
зультатом диференциальной конденсации 817
4 Методы борьбы с пожарной
опасностью. 817
5. Проект городского моста пролетом
I 200 м. 81
1 Общие данные 8-
2 Конструкция проезжих частей 8
3 Несущая конструкция f j
4 Связи
5 Опоры 6 Защита от гниения и противопожарные мероприятия
7 Сборка и установка 8 Технико-экономические данные
6. Мост пролетом 184 м под автогужевую
дорогу. с
1 Общие данные 2 Конструкция проезжей части
ОГЛАВЛЕНИЕ
955
Стр.
3 Несущая конструкция 835
4 Связи. 843
5 Сборка и установка 843
6 Технико-экономические показатели 847
Литература 848
РАЗДЕЛ ШЕСТОЙ
ЗАЩИТА И ЭКСПЛОАТАЦИЯ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
I; БорьГ с гниением, животными-вредителяки древесины и пожарной опасностью
Проф. Г. Г. Карлсен и проф. К. А. Попов
1. Вводная часть 2. Консервирование древесины
1 Общие указания
2 Антисептики.
3 Способы консервирования.
4 Выбор антисептика и способа консервирования.
3. Предохранение древесины от разрушения насекомыми и древоточицами
1 Вредители древесины 2 Меры борьбы с вредителями древесины 4. Строительные меры борьбы с гниением 1 Общие сведения.
2 Конденсационные процессы.
3 Борьба с конденсационными про
цессами в массивных конструкциях 4 Борьба с конденсационными про
цессами в ограждающих частях зданий.
5. Борьба с пожарной опасностью
1 Общие указания.
2 Пропитка древесины растворами антипиренов
3 Выводы Литература.
849
850 850 852 852
856
856
856
857
858 858 858
860
866
866
866
866
867
870
П. Экс тлоатация деревянных конструкций и сооружений
Инж. Ю. М. И ванов
1. Влияние режима эксплоатации на работу конструкции. 871
1 Действующая нагрузки 872
2 Состояние древесины 872
3 Состояние соединений. 872
4 Влияние нарастания деформаций 873
5 Требования к конструкции. 873
6 Требогания к материалу и выполнению 874
2. Наблюдение эа конструкцией в эксплоатации 875
1 Задачи наблюдения 875
2 Измерения. 875
3 Анализ результатов 876
3. Ремонт, усиление и восстановление поврежденных конструкций. 876
1 Разгрузка конструкций 876
2 Частичное усиление 877
3 Полное усиление и восстановление. 877
Стр.
РАЗДЕЛ СЕДЬМОЙ ПРИЛОЖЕНИЯ I. Лесные ресурсы СССР Инж. Н. Е. Иванова
1. Распределение и характеристика лесных
ресурсов 879
2. Основные древесные породы 882
1 Хвойные породы 882
2 Лиственные породы 884
Литература. 886
П. Заготовка, транспортировка, хранение, сушка
и обработка древесины
Инж. А. М. Бараке
1. Общие сведения
2. Заготовка.
1 Валка леса.
2 Лесной транспорт.
3 Выгрузка, сортировка и хранение древесины 4 Первичная обработка древесины
3. Сушка древесины.
1 Общие положения
2 Воздушная сушка
3 Камерная сушка 4. Вторичная обработка раскройном цехе
1 Общие сведения
2 Транспортирование
JI8. С ЗЗ.ВОД21 3 Обработка полуфабрикатов
стройдворах j
4 Цех и его основное оборудована j
5 Сборочный цех j
Литература.
древесины в
пиломатериа-
на
Ш. Испытание деревянных конструкций ‘
ор ужений
Инж. Ю. М. И в а н о в '
1. Общие положения 2. Осмотр конструкции перед испытанием
1 Цель осмотра. 2 Проверка размеров. ;
3 Качество выполнения
4 Качество материала
3. Испытательная установка
1 Требования.
2 Боковая устойчивость
3 Передача нагрузки.
4 Загрузочный материал
5 Опоры.
6 Опорные рамы.
4. Измерение деформаций
1 Общие деформации.
2 Местные деформации.
5. Испытания статической нагрузкой.
1 Размер испытательной нагрузки
2 Порядок нагружения.
3 Производство измерений.
6. Осмотр во время и после испытания
1 Осмотр во время испытания
2 Осмотр после испытания.
7. Обработка результатов измерений
8. Оценка работы конструкций по результатам испытаний 1 Испытание расчетной нагрузкой
2 Испытание до разрушения
Литература.
IV. Проект ОСТ Деревянные конструкции Альфавитно-предметный указатель
Сдано в набор 21 февраля 1936 г. 'Подписано к печати 26 марта 1937 г.
Формат бумаги'72X Кол. печ. знаков в 1 бум. листе 200 ООО.
Индекс С-21-455 Уч.1 авт. листов 183,6.
Тираж 20 ООО экз. Количество бум. листов 297s. i
Издательский 931. Учетный 10335.
Даказ 253. Уполном. Главлита В-51940.
4-я типография ОНТИ НКТП СССР Красный Печатник. Ленинград, Международный пр., 75а.