АНГАРЫ
онти
1937
А. Л. БЕЗВИКОННЫЙ


АНГАРЫ
ОНТИ • НКТП • СССР
ГЛАВНАЯ РЕДАКЦИЯ АВИАЦИОННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ЛЕНИНГРАД 1937 МОСКВА
А. Л. БЕЗВИКОННЫЙ


ОПЕЧАТКИ
Стр.
Строка
Напечатано
Должно быть
По чьей вине
170
7 св.
0,18 X 0,05 см
0,18X0,05 м
Автора
181
22 св.
130 X 170 см
130 X 170 мм
п
А. Л. Безвнконный. Ангары. Зак. 437.


А-90-5-2
Автор — доцент ЛИИГВФ.
Книга „Ангары" излагает основные вопросы проектирования и строительства ангаров. В первой части книги изложены общие вопросы проектирования ангаров, а во второй части — основные принципы проектирования конструкции ангара в целом и отдельных его элементов.
Книга предназначена быть пособием для студентов Ленинградского института инженеров гражданского воздушного флота и других родственных втузов при прохождении курса специальных сооружений, а также при дипломном проектировании.
Редактор Митинский А. Н. Техн. редактор А. М. Усова.
Корректор А. И. Исакова.
Изд. № 51. Тираж 2 000. Сдано в набор 10/IV 1937 г. Подп. к печ. 22/VI 1937 г. Формат бумаги 62 X 94Vi6- Уч.-авт. лист. 17,45. Бум. л. 71/8-}-3 вкл. Печ. зн. в бум. л. 101 000. Заказ № 437. Ленгорлит JST® 2902. Выход в свет июль 1937 г.
3-я тип. ОНТИ. Ленинград, ул. Моисеенко, 10.


ПРЕДИСЛОВИЕ.
Безопасность, регулярность и эффективность движения на воздушных линиях предъявляют жесткие требования к полной подготовленности, сохранности, уходу и надзору за наиболее дорогим из всех видов транспортных средств— самолету.
Существенной частью, обеспечивающей эти требования, является весь комплекс вопросов надземного оборудования воздушных линий. Ангары, составляющие один из основных элементов надземного оборудования аэролинии, требуют самого внимательного и четкого отношения как при проектировании, так и при строительстве и эксплоатации не только в силу высказанных выше причин подготовленности, сохранности, обслуживания самолето-моторного парка, но и потому, что строительная стоимость ангаров составляет значительную часть средств, затрачиваемых на строительство того или иного аэропорта или гидропорта.
Проектирование, и строительство ангаров не может производиться обособленно от общего процесса эксплоатации аэропорта или гидропорта, а наоборот, целиком им должно определяться и обусловливаться.
Технически правильное и экономически рациональное проектирование, строительство и эксплоатация ангаров имеют существеннейшее значение для воздушного флота.
Выявлению этих требований и условий, необходимых для обеспечения правильного подхода к проектированию ангаров, и посвящается данная работа.
Основное направление ее — дать общую, но в то же время, по возможности, конкретную методику решения с использованием новейших достижений техники, с учетом того, что работа является первичным опытом по систематизации имеющихся материалов и проведенной научно- исследовательской работы.
Дальнейшей своей задачей автор намечает проведение глубокой разработки вопроса о методике проектирования и общих требованиях, предъявляемых к ангару-мастерской. В настоящей работе этот вопрос отражен автором только в общих чертах. Новизна этого вопроса, отсутствие установившихся мнений и малый опыт строительства ангаров-мастерских не позволяют сделать это сейчас.
В данном труде использованы научно - исследовательские работы
б. 	Научно-исследовательского аэро-института, выполненные в 1930, 1933, 1934 и 1935 гг. сотрудниками института, в ряде случаев под руководством автора, и опыт пятилетнего преподавания автором курса „Ангары" в ЛИИГВФ.
3


Весьма возможно, что в этой новой отрасли строительства инженерных сооружений, не имевшей до сих пор систематизированного материала, не удалось полностью и всесторонне разрешить все поставленные вопросы, поэтому все замечания и пожелания автор примет с благодарностью.
Курс „Ангары" представляет собой существенную часть общего курса специальных сооружений и оборудования аэропортов и в основном предназначается для студентов Ленинградского института инженеров гражданского воздушного флота.
Автор приносит благодарность инж. Н. Я. Мальцеву, оказавшему практическую помощь при написании главы „Ворота ангаров“.
А. Безвиконный.


Часть I
ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АНГАРОВ
Глава I.
ВВЕДЕНИЕ.
1. 	Назначение ангаров.
Ангары служат для укрытия самолетов и гидросамолетов от вредных воздействий атмосферы на длительный промежуток времени, для их обслуживания, производства планово-предупредительного и текущего ремонтов и контрольных осмотров.
При хранении самолетов под открытым небом, особенно в дождливую погоду, деревянные части их часто подвергаются загниванию. Так, при длительном хранении деревянных самолетов в палаточных ангарах при продолжительной дождливой погоде наблюдалось загнивание и поражение грибком задних кромок плоскостей. Применяемые меры по предотвращению проникновения сырости и влаги во внутренние части самолета путем газовой дезинфекции материи или покраски деталей и материи красками и лаками с добавлением антисептиков удовлетворительного результата пока еще не дали. Загниванию деревянных деталей способствует также обилие пыли на аэродромах и плохой уход за самолетами в смысле содержания их в чистоте. В местностях с жарким климатом наблюдается сильное усыхание деревянных частей самолета, следствием чего является их коробление, а в местах крепления металлических и деревянных частей— растрескивание и ослабление соединений. Коробление наблюдается и при набухании дерева от увеличения влажности, что также происходит при хранении самолетов под открытым небом. От набухания деталей увеличивается вес самолета; по заграничным данным такое увеличение веса з морских самолетах доходило до 12°/0.
В металлических самолетах при длительном воздействии на них влаги и резких колебаний температуры металл подвергается коррозии; при этом, в большинстве случаев, сырость действует разрушающе на дюралюминий. Особенно это разрушающее действие имеет место в условиях эксплоатации морских гидросамолетов. Покрытие поверхности дюралюминия защитными красками и лаками не исключает вовсе явлений коррозии, а только замедляет этот процесс.
Из всего сказанного устанавливается желательность и необходимость строительства ангаров для защиты самолетов и гидросамолетов от вредных для них атмосферных воздействий, зависящих от:
1) 	климата и периода действия различных атмосферных явлений в пункте стоянки, хранения, обслуживания и ремонта самолетов;
5


2) прочности конструкции самолета, т. е. степени реагирования ее на атмосферные воздействия;
3) длительности стоянки самолетов в данном пункте.
Практика эксплоатации самолето-моторного парка показывает, что на конструкцию самолета или гидросамолета в той или иной степени отрицательно действуют:
1. Температура: а) жара — вызывающая коробление; б) мороз — вредно влияющий на деревянные части, особенно в периоды перехода от оттаивания к замерзанию и наоборот.
2. Ветровая и снеговая нагрузки — могущие вызвать ослабление отдельных элементов и соединений самолетов, а в некоторых случаях и их поломку.
3. Осадки — снег, дождь и роса, вызывающие коррозию, намокае- мость, ржавчину, плесень и загнивание частей самолета.
4. Пыль — сокращающая срок службы винто-моторной группы.
Степень реагирования различных типов самолетов на перечисленные
выше атмосферные воздействия различна и находится в зависимости как от материала и типа конструкции самолета, так и от атмосферных условий района эксплоатации, обслуживания и хранения самолета. Самолеты деревянной и смешанной конструкций безусловно необходимо хранить в ангарах; что касается цельнометаллических самолетов, то с целью продления срока их службы, а также производства обслуживания, планово-предупредительного и текущего ремонтов при любом состоянии погоды их следует размещать также в ангарах.
В табл. 1 приводится среднее число дней ненастной погоды в году для различных точек Советского Союза.
Таблица 1.
Наименование
пункта
Колич. дней в году ненастной погоды (снег, дождь)
Ленинград
Более 200
Москва
в
183
Харьков
п
149
Киев
165
Махач-Кала
п
104
Казань
w
166
Акмолинск
и
119
Архангельск
169
Иркутск
„
133
Свердловск
157
Усть-Цильма
205
Принимая во внимание эти данные и учитывая вредное влияние ненастной погоды на самолеты при продолжительной их стоянке под открытым небом, а также необходимость ухода и эксплоатационного ре¬


монта самолетов, можно вывести заключение о потребности сооружения ангаров на аэродромах СССР.
Таким образом, ангар предназначается:
1) для хранения самолетов и гидросамолетов с целью защиты их от вредных атмосферных воздействий и продления срока их службы;
2) для производства технического обслуживания — контрольного и периодического осмотров и планово-предупредительного ремонта.
Следует иметь в виду, что для самолетов металлической конструкции второе положение является совершенно обязательным, так же, как и для самолетов деревянной и смешанной конструкций, но для последних оба положения полностью сохраняют свою силу, для цельнометаллических же самолетов первое положение является только крайне желательным.
2. 	Значение ангаров в общем эксплоатационном процессе по обслуживанию самолетов на земле.
Выше было установлено, что ангары необходимы для выполнения процессов технического обслуживания самолетов. Рассмотрим ряд последовательных процессов по обслуживанию и эксплоатации самолетов для выявления тех из них, которые необходимо выполнять в ангаре.
В силу разнородности условий, в которых могут находиться самолеты в зависимости от своего назначения, введем в рассмотрение только гражданские транспортные самолеты.
Рассматривая отдельные операции и процессы, которым подвергается самолет с момента его вывода для полета с места стоянки и до момента его возвращения на то же место стоянки, мы можем, в основном, установить нижеследующий их перечень:
1.. Съемка шасси и хвостовой части с подставок, установка и закрепление костыля на тележке (при его наличии).
2. Вывод самолета с места стоянки людьми или тягачом на место предполетного осмотра.
3. Предполетный осмотр (контрольный внешний осмотр материальной части и опробование моторов).
4. Рулежка самолета к месту погрузки и посадки пассажиров.
5. Посадка пассажиров и прием груза.
6. Рулежка на старт.
7. Взлет.
8. В полете.
9. Посадка.
10. Рулежка с финиша к месту разгрузки и высадки пассажиров.
11. Высадка пассажиров и разгрузка.
12. Рулежка к месту послеполетного осмотра.
13. Послеполетный осмотр самолета со вскрытием капотов моторов и с просмотром всех люков. Выявление неисправностей по каждой группе в отдельности, а именно: а) по винтомоторной группе, б) фюзеляжу, в) плоскостям, г) органам управления, д) оперению, е) шасси, ж) бензомаслопроводам, з) электро-свето-радиооборудованию, и) авиаприборам и т. д.


14. Техническое обслуживание (уход и эксплоатационный ремонт).5
15. Установка самолета на место стоянки.1  2
16. Хранение самолета до следующего полета.
Кроме этого самолет подвергается после определенного числа часов полета повышенному уходу и эксплоатационному ремонту.
Все процессы, подлежащие выполнению в авиаремонтной мастерской или на заводе, сюда не включены, так как они производиться в ангаре не будут.
Из рассмотрения перечня вытекает, что операции пп. 13 и 14 за исключением заправки горючим должны производиться в ангаре. То же самое относится и к последней операции. Что касается заправки, то в некоторых случаях ее производят в ангарах, но общего распространения этот способ не имеет и поэтому нами он не включен в число операций, которые необходимо производить в ангаре, тем более, что у нас в этом отношении пока действуют требования обратного порядка, обусловленные вопросами пожарной безопасности, а заправка в ангаре требует наличия бензинохранилищ с инертной средой.
Во всех процессах по обслуживанию самолетов участвуют: а) люди, б) самолеты и в) оборудование, инструменты и детали.
Выявим те условия, в которых во время выполнения указанных операций должны находиться: персонал, самолеты, а также оборудование и инструменты (см. табл., стр. 9—10).
Таким образом, выполнение этих условий, вытекающих из требований обслуживания самолетов на земле и являющихся, в общем, частью требований правильной эксплоатации самолетно-моторного парка, должно быть включено, наряду с другими основными требованиями, в задание на проектирование ангаров.
3. Краткий обзор развития ангаростроения.
Ангаростроение, которое, казалось бы, должно было развиваться одновременно с развитием самолетостроения, начало осуществляться значительно позже, и насчитывает к настоящему времени немногим более двадцати лет своего существования.
До начала империалистической войны ангары в отдельных капиталистических странах насчитывались единицами, размеры их были небольшими и по своей конструкции они были весьма просты.
Так, например, один из лучших ангаров того времени, построенных в Германии (в г. Кенигсберге) в 1913 г., представлял собою 6-ячейковый ангар (рис. 1) с размерами каждой ячейки 20,8 X 20,8 м и высотой в свету 4,7 м, с воротным отверстием, равным 20,8 м.
Весь ангар был перекрыт семью двухшарнирными металлическими фермами с опорами на уровне грунта, расположенными друг от друга на расстоянии 20,8 м. Стены представляли фахверк с заполнением в 5/2 кирпича, покрытие — толь по деревянной обшивке.
Другой ангар, построенный в г. Шней демюле (Германия) в 1914—1915 гг.,
1 В п. 14 включается и операция по заправке самолета.
2 В конкретных случаях местом стоянки может являться место технического обслуживания, ангар-стоянка или якорная стоянка.
8


Условия, в которых должны находиться персонал, самолеты, а также оборудование и инструменты, участвующие в общем производственном процессе по обслуживанию самолетов в ангаре.
Процесс
1
Послеполетный осмотр самолета со вскрытием капотов моторов и с просмотром всех люков. Выявление неисправностей по каждой группе в отдельности, а именно: а) по винтомоторной группе, б) фюзеляжу, в) плоскостям, г) органам управления, д) оперению, е) шасси, ж)бензиномаслопро- водам, з) электросвето - радиооборудованию, и) авиаприборам и т. д.
Техническое обслуживание (уход и эксплоатационный ремонт), устранение дефектов самолета, выявленных на основании осмотра после полета (производство необходимого ремонта)
Персонал, выполняющим процессы
2
В ненастную, а также и в холодную погоду смена, состоящая из сменного инженера, техника по самолетам, техника по моторам, моториста, техника по приборам, радио- и светотехника, должна работать в закрытом отепленном и достаточно освещенном помещении
Для работы в любое время года и суток необходимо иметь достаточные освещенность и температуру. Поэтому необходима достаточная освещенность естественным светом, а в темное время суток — искусственным светом в огражденных местах, во избежание рассеивания света. Для поддержания требуемой температуры 6—10° С помещение должно быть утеплено и отапливаемо в холодное время года
Самолеты, подвергаемые процессу обслуживания
3
Самолет должен находиться в помещении, огражденном от грязи, пыли и попадания осадков и достаточно освещенном
Самолет должен находиться в огражденном от пыли и грязи помещении, которое должно иметь достаточные габариты приближения, позволяющие производить работы с разобранными частями самолета
Оборудование, инстру менты и детали
Оборудование и инструмент простые и портативные. Должны храниться в закрытом помещении в определенном месте
Оборудование и инструменты более сложные в соответствии с конструкцией самолетов. Не включая оборудования мастерских, в ангаре должны быть: подъемные приспособления в виде кранов, талей и кошек; стремянки, складные лестницы; приспособления для поддержки плоскостей при их снятии и навеске; приспособления для транспортирования плоскостей, моторов, винтов и т. д.; переносные лампы, домкраты для подъема самолета ит. п.
9


Процесс
Персонал, выполняющий процессы
Самолеты, подвергаемые процессу обслуживания
Оборудование, инструменты и детали
*
2 !
з . !
4
Повышенный уход и эксплоатационный ремонт через установленное число часов работы для данного типа самолета, согласно инструкции
То же, что и
[ выше
Хранение самолета по окончании обслуживания до следующего полета
Дежурство по охране самолетов в огражденном теплом помещении (комната или сторожка при ангаре)
Огражденное закрытое помещение, защищенное от атмосферных воздействий
Сигнализация, противопожарное оборудование, средства связи (телефон) и транспортные устройства для вывода машин должны находиться в ангаре
П,’р имечание. В ангаре необходимо обеспечить подачу сжатого воздуха, масла и воды. Следует иметь в виду, что процесс удаления грязи и влаги при мытье самолета требует соответствующего уклона пола. Зимой мойку необходимо производить в ангаре, чтобы не повредить окраски^и полировки, а людей защитить от холода.
10
Рис. 1. 6-ячейковый ангар (1913 г.).


имел 9 ячеек, размерами 21,0 X 20,95 м каждая и высотой в свету 4,7 м (рис. 2).
Перекрытие было осуществлено металлическими фермами, расположенными друг от друга на расстоянии 21,0 м. Заполнение стен по фахверку— кирпичом. Ангар имел пристройку размерами 20,95 X 5,38 л* для подсобных помещений.
Из приведенных примеров ангаров, построенных в Германии, стране в то время передовой по состоянию авиации и строительной техники, усиленно готовившейся к борьбе с другими империалистическими государствами, видно, что они не представляли особых затруднений для своего осуществления. В большинстве же случаев во всех государствах, в том числе и царской России, ангары были сооружениями примитивными, временного характера, сплошь и рядом в виде палатки из брезента или полотна. В то время это было вполне возможно, так как самолеты были по своим размерам малы (размах крыльев порядка 10—12 м) и сравнительно легки по весу. Империалистическая война сильно продвинула вперед развитие истребительной (военной) авиации; в несколько меньшей мере, но более, чем до войны, стало проводиться и строительство ангаров, что являлось результатом требования укрытия слабых по конструкции и капризных по работе летательных аппаратов от атмосферных влияний и от противника. Большинство ангаров, построенных в довоенный период, и многие из построенных в период войны, для современных самолетов оказываются совершенно непригодными как по своим размерам, так и по требованиям, предъявляемым эксплоатацией самолетомоторного парка.
После заключения мира капиталистическими странами, когда часть самолетов, бывших до этого времени военными, стала применяться на почтовых и пассажирских линиях, и когда требования рациональной эксплоатации поставили вопрос о создании постоянных транспортных аэропортов и их соответствующего оборудования, повысились внимание и требовательность в отношении ангаров.
У нас в СССР строительство ангаров стало сильно развиваться с началом восстановительного периода народного хозяйства.
В текущем десятилетии мы наблюдаем значительный рост габаритов самолетов и гидросамолетов; уже не редкость самолеты с размахом крыльев более 30 м и длиною более 20 м, при этом увеличение размаха происходит непропорционально увеличению длины, которая растет медленнее. Конструкция и вес современных самолетов и требования, к ним предъявляемые, усложняются и повышаются. Если перед войной и даже во время войны на ангар смотрели только как на место хранения
11
Ш
План
-Ц- +- J- Ь-1— I—Т—I —Т—
■ ■ #-*-±1--гг-
q-JxhlJZ
trpIri frfrra-тв^-.
Ptnn г 1
■-■— Щ80 Н5ДГг-
ПраднО>е фермаi
Промежуточное фермО 2
ъ*-го.95-~
Рис. 2. 9-ячейковый ангар (1914—1915 гг.).


самолетов, то теперь к ангару предъявляются также требования обслуживания и ремонта находящихся в нем самолетов. Увеличение габаритов самолетов поставило вопрос о постройке ангаров с перекрытием без промежуточных опор пролетом в 60—80 м и даже более, в связи с чем
Рис. 3. Железобетонный ангар пролетом в 50 м.
Рис. 4. Двухконсольный ангар типа „Како“.
усложнился вопрос конструкции ворот такого же пролета и их открывания и закрывания. Увеличение веса самолетов, их ввод и вывод поставили ряд вопросов, связанных с конструкцией пола, направляющих рельсов и тележек. Необходимость обслуживания и ремонта самолетов
12


в ангаре требуют соответствующего .отопления, достаточной освещенности, мастерских, подсобных помещений и т. д.
Можно было бы перечислить еще ряд положений, которые лишний раз показали бы, что на современном этапе развития авиации к ангару предъявляется ряд серьезных требований как к инженерному сооружению, призванному обслужить самый совершенный из видов транспорта и обеспечить в известной мере безаварийность, регулярность и бесперебойность работы авиации.
Необходимо также отметить, что строительная стоимость ангаров колеблется от 20 до 30°/о стоимости общего оборудования аэропортов и составляет одну из главных статей расходов по надземному оборудованию. Это, в свою очередь, говорит о необходимости серьезного отношения к проектированию и строительству ангаров.
Ангары буржз
Большинство стран, за исключением Франции, в качестве материала для перекрытий ангаров применяет металл и дерево. Франция, являясь родиной железобетона, по экономическим соображениям большинство своих ангаров осуществляет из железобетона; следует признать, что французы в ангаростроении достигли значительного совершенства [железобетонные ангары: 1) пролетом в 50 м (и более), легкой конструкции (рис. 3), 2) двухконсольный ангар типа „Како“ с выносом каждой консоли в 19,65 м (рис. 4)]. При этом, сравнивая современные ангары различных стран, можно установить, что французские ангары- обладают излишней высотой в свету (рис. 5), что, повидимому, следует отнести к предположению о значительном развитии самолетов в высоту.
Глава II.
КЛАССИФИКАЦИЯ АНГАРОВ И ТРЕБОВАНИЯ, К НИМ ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ.
4. 	Основные положения.
Для технически правильного и экономического проектирования, строительства и эксплоатации ангаров необходимо тщательно учитывать и взвешивать требования, которые предъявляются к ним эксплоатацион- ным процессом, экономическими и техническими факторами.
В зависимости от процесса эксплоатации самолетов на том или ином аэродроме или гиродроме определяется, в основном, расположение ангара
13


на генплане, емкость и форма его, количество одновременно выводимых самолетов, операции обслуживания и ремонта самолетов в ангаре до полета и после него, степень и порядок связи ангара с другими сооружениями аэропорта (мастерскими, вокзалом, складами) и проч.
На этой основе, а также в зависимости от типа и размеров самолетов и гидросамолетов, которые будут храниться и обслуживаться в ангаре, с учетом дальнейшего возможного расширения, определяются окончательные формы и геометрические размеры ангара, количество воротных проемов и их размеры, расположение подсобных помещений и т. д.
Экономический фактор обусловливает собою получение в данной конкретной обстановке наибольшей возможной эффективности от строительства и дальнейшей эксплоатации ангара, причем должно быть учтено соответствие стоимости ангара с отпускаемыми средствами.
В основе учета технического фактора должны лежать: простота и рациональность конструкции при необходимой прочности, возможное использование местных строительных материалов, несложность и быстрота производства работ при минимальной затрате высококвалифицированной силы (что особенно важно для удаленных от центров районов), возможность дальнейшего расширения, минимум площади ангара при достаточной емкости его, удобство транспортировки отдельных элементов ангара, несложность ремонта и замены отдельных элементов и проч.
Отдельными требованиями входят вопросы санитарно-гигиенического режима и пожарной безопасности.
Следует установить, что все вышеперечисленные требования и условия не являются резко разграниченными, они взаимно связаны и дополняют друг друга. В зависимости от конкретных условий строительства и эксплоатации аэропорта и требований, к нему предъявляемых, те или иные условия могут получать преобладающее значение.
Для выявления основных требований, которые предъявляются к ангарам, следует установить функциональное назначение ангаров, чтобы на этой эксплоатационно-производственной основе классифицировать ангары.
Классификация ангаров может быть произведена по различным признакам, как то: по назначению и использованию (по предъявляемым эксплоатационным и производственным требованиям), по роду и типу обслуживаемых самолетов, по типу и роду материала основной конструкции ангара, по начертанию его в плане, по положению над уровнем земли, по санитарно-техническому режиму, по требованиям к воротам, по пожарной безопасности и, наконец, по специальным требованиям.
Главнейшим признаком, определяющим собой большинство условий, предъявляемых к ангару, является назначение ангара, которое вытекает из эксплоатационно-производственных требований самолетомоторного парка.
Ангары по своему назначению, а также и использованию, могут быть разделены на 3 типа:
1. Эксплоатационный ангар.
2. Ангар-стоянка.
3. Комплексированный ангар.
U


Ангар б
комната для ожидания, 8 — таможенный осмотр, 9 — контора, 10 — комната летчиков, 11 — комнаты, 12—ванна, 13—бюро, 14 — метеорологическая служба, 15 — радио, 16 — балкон, 17 — центральная справочная.


Первый тип — эксплоатационный ангар — предназначается для хранения и технического обслуживания — ухода и эксплоатационного ремонта самолетов, причем под эксплоатационным ремонтом подразумевается такой ремонт, при производстве которого самолет может быть подвергнут разборке.
Рис. 7. Ангар в Гамбурге (внешний вид).
•
Второй тип — ангар-стоянка—предназначается только для хранения самолетов и гидросамолетов, защиты их от атмосферных воздействий, а также и хранения запасного фонда. Такой тип ангара имеет большое распространение. Только в последнее время произошел перелом в сторону строительства ангаров эксплоатационного назначения.
Над Воротная ферма I Разрез по LL
Поперечная ферма Е
/
47
г
>
<
si
7
L
V
!У
)
/
\
г
S?'
i
(
vr>
«Чз“
> П Т 1 Т I Т I Т I Т 1 1 IJlTiril I д
■ 110,3
Рис. 8. Ангар в Гамбурге (1927 г.).
Третий тип — комплексированный ангар — имеет целью хранение, техническое обслуживание самолетов, а также управление и обслуживание движения, пассажиров, грузов и летного состава. Примерами таких ангаров могут служить ангары: 1)вГамбурге, выстроенные — один в 1925 г. (рис. 6), другой в 1927 г. (рис. 7 и 8), 2) в Литторио (Италия) (рис. 9
16


и 10). В обоих случаях пристройки двухэтажные и в них размещены все обслуживающие, подсобные и ремонтные помещения.
Особенностью ангара, построенного в Литторио, является его двух- этажность и устройство на уровне пола второго этажа специальной площадки и стапеля для ввода и вывода самолетов. С правой стороны ангара имеется пристройка, в которой расположено станционное здание со службами (рис. 9).
Такие комплексированные ангары осуществляются довольно широко как в странах Западной Европы, так и в США.
Рис. 9. Двухэтажные ангары в Литторио.
Тип ангара, определяется его назначением, которое само вытекает из эксплоатационно-производственных требований. В свою очередь, тип ангара определяет целый ряд требований и условий дальнейшего порядка, а именно:
а) конструкцию и материал;
б) начертание в плане (форму ангара);
в) санитарно-гигиенический режим ангара (при учете климата района строительства ангара);
г) пожарную безопасность;
д) закрытие и открытие ворот и проч.
Кроме этого, условия местности, род авиации (сухопутная, морская), тип конструкции и размеры самолетов могут предъявить свои особые требования к ангару.
5. 	Тип конструкции.
По типу конструкции все ангары в зависимости от их срока службы и иных требований, к ним предъявляемых, можно разделить на стационарные и переносные (разборно-сборные). В свою очередь, стационарные ангары подразделяются на постоянные и временные. Постоянные ангары в отношении материала основной несущей конструкции осуществляю»ся из металла, железобетона и дерева, а также из комбинации этих мате-
17
2 А. Л. Беявмконный 437


риалов, преимущественно же из металла и железобетона или их сочетания.
При проектировании постоянного ангара следует учитывать возможность его дальнейшего расширения и использования для более крупных самолетов. Внешняя форма должна быть возможно простого начертания в плане. Ангар, как инженерное сооружение, архитектурно должен быть соподчинен общему архитектурному оформлению аэропорта или гидропорта. Необходимо предусматривать или в самом ангаре, или пристройках к нему помещения: подсобные, обслуживающие и для ремонта (за исключением случая ангара-стоянки).
Планировка расположения самолетов в ангаре должна быть по возможности проста, экономична и обеспечивать удобства эксплоатации, обслуживания и ремонта самолетов, в том числе и устройство в случае надобности кранового оборудования в виде подвижных талей или кранов с ручным или электрическим приводами.
По санитарно-гигиеническим требованиям в постоянных ангарах должно быть обеспечено освещение всего объема ангара, как производственного помещения, естественным и искусственным светом; кроме того, следует устраивать переносное точечное освещение. По температурному режиму постоянные ангары разделяются в зависимости от климата, района и типа ангара на теплые и холодные.
Ворота в таких ангарах могут быть осуществлены как механизированного, так и ручного открывания, отепленные или холодные, в зависимости от» эксплоатационно-производственных требований, конструкции ангара, а также и района постройки ангара (вопрос этот будет более подробно освещен в главе V).
По пожарной безопасности постоянные ангары подразделяются на:
1) огнестойкие и не возгораемые;
2) не огнестойкие, но не возгораемые;
3) не огнестойкие, но защищенные от возгорания и
4) не огнестойкие и возгораемые.
Первые в отношении материала характеризуются железобетоном и бетоном, вторые — металлом, третьи — деревом и металлом с защитительными мероприятиями против действия огня, четвертые — деревянной конструкцией без всяких защитительных мероприятий.
Необходимо отметить, что хотя деревянные ангары без противопожарных мероприятий встречаются весьма3 часто, но это явление следует признать недопустимым.
В части конструкции стен для постоянных ангаров предъявляются следующие требования: прочность и, в отапливаемых ангарах, достаточная теплоустойчивость. То же самое можно установить и в отношении кровли ангаров. Конструкция полов должна быть прочной, устойчивой, не разрушаться от действия ударов, воды, масла и бензина и не способствовать образованию пыли. В большинстве случаев в постоянных ангарах полы осуществляются бетонные, реже асфальто-бетонные и деревянные (торцевые).
Все постоянные ангары, вне зависимости от материала основной несущей конструкции, с целью предотвращения пожара и, следовательно, сохранения чрезвычайно дорого стоящей материальной части, должны быть оборудованы противопожарными средствами: противопожарным
* 19


водопроводом и внутренним краном и гидрантами, огнетушителями, ящиками с песком, пеногенераторами, пожарной сигнализацией и проч. Чем больше по своей площади ангар, тем более серьезны требования противопожарной безопасности. В очень крупных ангарах применяются усовершенствованные средства в виде дренчерных и спринклерных устройств; примером может служить главный ангар официального аэропорта в г. Детройте, размерами 309 X 01 му в котором осуществлена автоматическая спринклерная система Дельюдж, приводимая в действие в течение одной минуты при повышении температуры на 15° в любой части ангара. Спринклерные головки, расположенные вверху, а также и в полу, заливают любую из 64 секций, на которые разделено все сооружение, в течение 35 сек. после начала огня.
Временные ангары, срок службы которых не должен превышать 10 лет, осуществляются обычно из дерева. Строительство таких ангаров может производиться или на временных аэродромах, или же на аэродромах вновь открываемых воздушных линий с тем, чтобы не задерживать работу линии до полного оборудования аэропорта, в целом, и постройки постоянного ангара, в частности.
В силу этого к временным ангарам предъявляются следующие требования: быстрота постройки, достаточное освещение естественным светом в пределах от 1/8 до V5 (отношение световой площади окон к площади пола), освещение искусственным светом только местное (переносное) или даже полное его отсутствие, открывание ворот ручным способом, простота конструкции и несложность производства работ, материал конструкции, защищенный от возгорания, но не огнестойкий. В крайнем случае может быть допущено отсутствие защитительных мероприятий конструкции при условии принятия предупредительных мер: охраны, наличия огнетушителей, водопровода или* бочек с водой, ящиков с песком и проч. Отопление в таких ангарах обычно не устраивается, за исключением случаев, когда ангар имеет пристройки для обслуживающих и подсобных помещений, где может быть устроено местное отопление. Сам ангар может быть только утеплен (ограждающие поверхности). В ангарах-стоянках требования по санитарно-гигиеническому режиму еще более снижаются. Конструкция перекрытия временных ангаров эксплоатационного назначения должна допускать подвеску талей и кошки грузоподъемностью в 1 яг. В случае непродолжительного времени использования такого ангара — от 1 года до 3 лет—полы могут быть устраиваемы глинобитные. Материал и срок службы ограждающих конструкций (стены и кровли) должны соответствовать материалу и сроку службы основной несущей конструкции. Особые требования обычно не предъявляются.
Нужно заметить, что временные ангары, осуществляются для самолетов не более, чем с 25-м размахом крыльев (средних размеров) деревянной или смешанной конструкции.
Разборные ангары в основном имеют целью хранение самолетов и, при соответствующей конструкции их, производство несложного ремонта и обслуживания. Такие ангары, являясь переносными, в большинстве случаев не имеют своей постоянной базы (аэродрома), а, обслуживая самолеты, следуют за ними в зависимости от развертывания летной работы в том или ином пункте. Переносные ангары могут быть хорошо
20


использованы, а иногда и представить единственное решение вопроса в местностях, удаленных от железнодорожных и водных путей сообщения. Как пример, можно привести одиннадцать разборно-переносных ангаров (металлических) типа Юнкерса, выстроенных в г. Кайсери (в Малой Азии) в 200 км от железной дороги. Они были изготовлены в Германии отдельными элементами и привезены на пароходе, перегружены на железнодорожные платформы и доставлены таким путем до ближайшей жел.-дор. станции, откуда их перевозили на верблюдах на место постройки.
Переносно-разборные ангары имеют значение также для аэродромов полевого и лагерного типов.
Фирмой Гюннебека (Hiinnebek) осуществляются не только разборнопереносные ангары, но и мастерские пролетом в 15 м и полной высотой 7,45 м.
Для нас разборные ангары имеют чрезвычайно актуальное значение, особенно в условиях работы сухопутной и гидроавиации на севере, в Дальневосточном крае и южноазиатской части СССР.
Разборные ангары по материалу своей конструкции могут быть: а) металлические, б) деревянные и в) смешанные (деревянный или металлический остов, покрытый брезентом, щитами или обшивкой из фанеры, волнистого железа и проч.). К сожалению, нужно констатировать, что решения, удовлетворяющего всем требованиям, предъявляемым к разборным ангарам, в дереве еще не дано.
По начертанию в плане разборные ангары должны быть наиболее простой формы и поэтому осуществляются в виде прямоугольников без всяких пристроек. Требования к естественному освещению пониженные, но не менее, чем до Vie (отношение площади световых проемов к площади пола). Искусственное освещение в большинстве случаев отсутствует вовсе или устраивается только переносное. Открытие и закрытие ворот предусматривается только ручное, без механизации. По степени пожарной безопасности разборные ангары делятся на: а) не возгораемые, но не огнестойкие, б) защищенные от возгорания, но не огнестойкие, в) возгораемые и не огнестойкие с принятием таких же предупредительных мер по пожарной охране, как и во временных ангарах.
К разборным ангарам предъявляется требование в отношении быстроты сборки и разборки с минимальным использованием квалифицированной рабочей силы, с наибольшей стандартизацией и портативностью отдельных элементов, заготавливаемых заводским путем. Взаимозаменяемость частей должна быть возможно большей, а число составных элементов возможно меньшим. Кладка фундаментов должна отсутствовать. Все составные элементы должны быть легко соединяемы друг с другом, просты по конструкции, не подвергаться скорому изнашиванию и не деформироваться при работе конструкции в целом, разборке, транспортировке и сборке.
Размеры отдельных наибольших элементов должны допускать перевозку не только по железной дороге, но и на лошадях, мулах или верблюдах. Конструкция разборного ангара должна быть устойчивой, обеспечивая требуемую прочность. Должна быть предусмотрена возможность подвески подъемного крана (тали, кошки) грузоподъемностью до 1 т. Установка ангара должна производиться в возможно меньший срок
21


и при наименьшем количестве рабочих, в особых условиях (военных) этот срок может быть порядка 2—4 дней. Число ворот должно быть не более двух.
Для разборных ангаров максимальный размах крыльев самолета не должен превышать 15—20 м. Срок службы таких ангаров различен, в зависимости от материала и степени совершенства конструкции, колеблясь в широком диапазоне от нескольких лет (ангары-палатки) до десятков лет (ангары типа Юнкерса и Гюннебека).
6. 	Положение над уровнем земли.
Все ангары, в зависимости от расположения их основания по отношению к уровню земли, можно подразделить на четыре типа: а) надземные, б) подземные, в) свайные и г) пловучие.
Надземные ангары в абсолютном большинстве случаев сооружаются одноэтажные и чрезвычайно редко двухэтажные (ангар в Литторио, рис. 9 и 10), что объясняется не только неудобством эксплоатации самолетов при таком ангаре, но и необходимостью вследствие его высоты большего удаления такого ангара, по сравнению с одноэтажным, от границы самого летного поля.
Подземные ангары могут быть устраиваемы или по соображениям военного порядка, или же в гористых местностях, при соответствующих условиях и крайней стесненности аэродрома.
Ангары на сваях сооружаются на гидродромах при условии слабых грунтов (плывун, илистый песок и т. д.), насыпных территорий, специфических особенностей территории и акватории данного гидродрома (рис. 11). Такие ангары имеют две основные части: основание в виде железобетонных или деревянных свай, связанных между собой в одно жесткое целое прогонами, балками или ребристой железобетонной плитой, и верхнее строение (ограждающие поверхности — стены, перекрытие с покрытием и ворота). К верхнему строению предъявляется требование легкости конструкции при достаточной прочности и устойчивости, и поэтому оно, в большинстве случаев, осуществляется из металла или дерева и значительно реже из железобетона. Для подъема гидросамолетов с водной поверхности в ангар устраиваются спуски (стапели) или подъе мные краны, которые составляют одно целое с конструкцией ангара
Пловучие ангары разделяются на два вида:
а) пловучие самоходные, к которым относятся крытые ангары-баржи с судовыми двигателями и авиаматки;
б) пловучие несамоходные (крытые плашкоуты, баржи и понтоны).
Применение плову чих ангаров (за исключением авиаматок) оправдывает себя и представляет большое преимущество на водоемах и протоках с резкими колебаниями горизонта воды и в условиях экспедиции (аэрофотосъемка, рыбные промыслы и т. п.). Значительные колебания горизонта воды заставляют устраивать длинные и дорогостоящие спуски, которые во время ледохода часто повреждаются или даже могут разрушиться, в то время как ангар-баржа следует за изменениями уровня воды, а на время ледохода ангар может быть отведен в безопасное место (затон).
22


В обычных случаях ангар-баржа представляет собой низкосидящее судно деревянной или железной конструкции с установленным на нем деревянным или металлическим ангаром. Для спуска и подъема самолетов устраивается наклонная плоскость с уклоном примерно Vic* В других случаях спуск может быть заменен краном, который устанавливается на палубе судна.
Обычно в таких пловучих ангарах-баржах устраиваются вспомогательные, обслуживающие и складские помещения для обслуживания, эксплоатацли и небольшого ремонта гидросамолетов, а также помещения для летного и линейного состава.
7*7?
Авиаматки как сооружения, являющиеся плавающими аэродромами, нами рассматриваться не будут.
Несамоходный пловучий ангар, закрепленный на якорях и тросах у берега в защищенном месте, состоит из верхнего строения (ограждающих поверхностей), установленного на плашкоуте или понтонах. Как следует из самого определения, такой ангар не может передвигаться без буксировки. Сооружаются такие ангары для небольших гидросамолетов (рис. 12).
Общее замечание, относящееся ко всем ангарам для гидросамолетов, заключается в следующем: такие ангары Есегда должны иметь повышенную высоту ворот в свете в силу того, что при вводе и выводе гидросамолет находится или на специальной тележке или же на приставных колесах. Для понижения высоты ангара, а также для уменьшения пролета его в ангаре для гидросамолетов в г. Маниле была устроена специальная тележка, передвигающаяся по рельсовому пути, причем сама тележка опущена ниже уровня пола (рис. 13).
23


Т а б л и
Основные типы ангаров и предъ
По назначению
По типу конструкции
По положению над уровнем земли
I. Эксплоатационный ангар— хранение, техническое обслуживание—уход и эксплоатационный ремонт самолетов
1. Постоянные
]
1
j
Надземные
Подземные
Свайные
Пловучие
2. Временные
i
1. Надземные
2. Пловучие
3. Разборные (переносные)
Надземные
1
II. Ангар-стоянка —защита от атмосферных воздействий, хранение запаса
То же, что и для постоянных ангаров
III. Комплексированный ангар — хранение, техническое обслуживание самолетов, управление и обслуживание полетов пассажиров, грузов и летного . состава
1. Постоянные
Надземные
Свайные
Пловучие
2. Временные
То же
24


u а 2
являемые к ним требования
По материалу основной конструкции
Род и назначение самолетов
Начертание в плане
Металлические
Железобетонные
Деревянные
Смешанные
1. Сухопутные:
а) транспортные—пассажирские, почтовые, грузовые;
б) специального применения, сельскохозяйственного назначения;
в) учебные—школьные;
г) спортивные
2. Гидросамолеты:
то же, что и выше, пп. а, б, в, г
1. Прямоугольные
а) одиночные,
б) спаренные, С пристрой-
в) строенные, ками или без
г) многоячей- них ковые
2. Крестообразные
3. Многоугольные
4. Круглые
Деревянные То же
То же (см. выше пп. 1 и 2).
То же, что и для гидросамолетов, и амфибии
1. Прямоугольные:
а) одиночные,
б) спаренные,
в) строенные,
г) многоячейковые
2. Крестообразные Прямоугольные
1. Металлические
2. Деревянные
3. Смешанные—деревянный или металлический остов, покрытый брезентом, щитами, волнистым железом, обшивкой из фанеры и т. д.
То же, исключая пп. в и г
Прямоугольные без пристроек
Прямоугольные:
а) одиночные,
б) спаренные,
в) строенные,
г) многоячейковые
Металлические
Железобетонные
Деревянные
Смешанные
1. Сухопутные:
а) транспортные — пассажирские, почтовые, грузовые, смешанные;
б) специального применения, сельскохозяйственного назначения;
в) общественных организаций (Осоавиахим)испортивные
2. Гидросамолеты
3. Амфибии
Прямоугольные Комбинированное соединение из прямоугольных форм
Деревянные
То же
То же
26


Санитарно-гигиенические требования
По назначению
Освещение
Температурный
режим
Естественное
Искусственное
I. Эксплоатационный ангар—хранение, техническое обслуживание—уход и эксплоатационный ремонт самолетов
Всего объема как производственного помещения
Общее, но не менее, чем 60 люксов, и местное (переносное)
1. Теплые:
а) отапливаемые и утепленные;
б) не отапливаемые, но отепленные;
2. Изолированные от действия высокой температуры в жарком климате
То же, может быть несколько понижено
Только местное (переносное)
1. Частично теплые:
а) пристройки отапливаемые, сам ангар утепленный;
б) только утепленные
2. Неотапливаемые и не утепленные
Пониженное, но не менее Vio от площади пола
Отсутствует вовсе или только местное
Холодные
II. Ангар - стоянка — защита от атмосферных воздействий, хранение запаса
Минимальное, но не менее Vio от площади пола
Отсутствует вовсе или только местное
Холодные
III. Комплексированный ангар — хранение, техническое обслуживание самолетов, управление и обслуживание полетов пассажиров, грузов и летного состава
Всего объема ангара как производственного помещения, подсобные и обслуживающие помещения по соответствующим нормам
Общее, но не менее, чем 60 люксов, и местное. Подсобные и обслуживающие помещения по нормам
1. Отапливаемые полностью
2. Ангартолько утепленный, подсобные и обслуживающие помещения отапливаемые
3. Холодные
Подсобных и обслуживающих помещений по нормам, самого ангара — пониженное (в пределах от Ve до ]/5)
Подсобных и обслуживающих помещений по нормам, самого ангара—только местное (переносное)
1. Подсобные иоб- служивающие помещения отапливаемые, сам ангар утепленный


Продолжение
Пожарная безопасность
Требования к воротам
Особые требования
1. Огнестойкие и не возгораемые
2. Не возгораемые, но не огнестойкие
3. Защищенные от возгорания, но не огнестойкие
1. Механизированные
2. Не механизированные (ручное открывание)
1. Не обеспечивающие требований ПВО полностью:
а) не обеспеченные от поражения О. В., но маскированные;
б) не обеспеченные от поражения, но обеспеченные от О. В. и маскированные;
в) обеспеченные от поражения О. В., ноне маскированные;
г) обеспеченные от О. В., но не обеспеченные от поражения и не маскированные.
2. Обеспечивающие требования ПВО полностью.
3. Не обеспеченные от поражения О. В. и не маскированные.
1. Защищенные от возгорания, но не огнестойкие
2. Возгораемые и не огнестойкие с противопожарными мероприятиями по охране
Не механизированные (ручное открывание)
1. Не возгораемые, но не огнестойкие
2. Защищенные от возгорания, но не огнестойкие
3. Воэгораемые и не огнестойкие с противопожарными мероприятиями по охране
То же
То же, что и для постоянных ангаров плюс возгораемые и не огнестойкие
То же, что и для постоянных ангаров
То же, что и для постоянных ангаров I типа
То же
То же, что и для временного ангара I типа
Не механизированные (ручное открывание)
27


Для подведения итогов по вопросу классификации ангаров, а также для наиболее наглядного представления и выявления требований, предъявляемых к ним, приводится табл. 2 (стр. 24—27), характеризующая ангары с точки зрения их назначения и использования, типов конструкции и положения над уровнем земли.  7Рис. 12. Пловучий ангар.
Рис. 13. Ангар для гидросамолетов в г. Маниле.
7. 	Основные требования, предъявляемые к ангарам.
Как было установлено выше, требования, предъявляемые к ангару, определяются тремя факторами: техническим, эксплоатационным и экономическим.
Технический фактор характеризуется требованиями:
1) простоты и рациональности конструкции;
2) прочности конструкции в целом и отдельных ее элементов;
3) быстроты и несложности производства работ;
4) возможного минимума затраты квалифицированной силы при постройке;
28


5) использования местных строительных материалов;
6) огнестойкости;
7) соответствия качества материала всей конструкции ангара в целом и отдельных его элементов сроку и условиям службы;
8) несложности производства ремонта;
9) удобства транспортировки отдельных элементов;
10) возможности дальнейшего расширения;
11) наименьшей наружной высоты ангара, при обеспечении требуемой внутренней, для возможности размещения ангара сразу за полосой подхода.
Эксплоатсщионный фактор определяется требованиями:
1) обеспечения требуемого коэфициента вывода самолетов и гидросамолетов и наименьшего маневрирования их как при выводе, так и при вводе;
2) удобства обслуживания самолетов в ангаре;
3) удобства производства необходимого ремонта машин и расположения оборудования.
Первый пункт предъявляет, в свою очередь, особые требования к вопросу расположения и устройства ворот ангара, о чем будет сказано ниже в главе V. Кроме того от этого пункта частично зависит выбор той или иной планировки самолетов в ангаре. Из пп. 2 и 3 как следствие вытекают санитарно-технические требования, предъявляемые к ангару.
Ангары могут быть приравнены к рабочим помещениям, в которых производятся средние работы, требующие различения крупных и средних деталей. Согласно единым нормам строительного проектирования отношение световой поверхности окон к площади пола освещаемого помещения в этом случае должно лежать в пределах от 0,125 до 0,150. Однако, несмотря на простоту такого геометрического нормирования естественной освещенности, его недостатками являются: неравномерность освещения различных точек помещения, недоучет вопросов светового климата района и времени, в течение которого должна быть обеспечена естественная освещенность, а следовательно, необходимость и число часов горения искусственного освещения и др. В силу этого нужно признать такое нормирование неудовлетворительным. Государственным институтом сооружений, совместно с Государственным оптическим институтом и Государственным институтом оздоровления и организации труда, разработан проект норм естественного освещения; на основании его в применении к ангарам можно установить следующее положение, которое, по нашему мнению, следует принимать к руководству при их проектировании.
При освещении верхним светом (фонари) или комбинированным (верхний и боковой) коэфициент естественной освещенности (к. е. о.), под которым понимается выраженное в процентах отношение освещенности на данном месте к одновременному значению горизонтальной освещенности, создаваемой всем небосводом, в точках условной рабочей плоскости, расположенных по наиболее характерным продольному и поперечному размерам, должен лежать в пределах от 4 до 6%.
Здесь под „условной рабочей плоскостью" подразумевается горизонтальная плоскость, проходящая на высоте одного метра от пола.
При этих пределах значения к. е. о. (4—6%) не должны отличаться друг от друга в одном пролете данного разреза более, чем в три раза.
29'


В качестве метода расчета естественного освещения следует принимать графический метод расчета инженера А. М. Данилюка, являющийся наиболее простым, удобным и дающим достаточную практическую точность, а также учитывающим влияние экранирующих преград и толщины стены. 1
Хотя боковое освещение менее интенсивно и менее равномерно, чем верхнее освещение, последнее следует применять в ангарах в исключительных случаях, диктуемых невозможностью достаточного и равномерного освещения как со стороны фасадов, так и торцов, так как очистка загрязненных внутренних поверхностей фонарей более затруднительна, чем вертикальных оконных проемов. Кроме этого, при устройстве фонарей возможно в зимнее время, при снегопадах, задержание снега на внешней поверхности стекла, что значительно понижает светоактивность остекления. Далее, в фонари необходимо устанавливать стекла с за- плавленной сеткой для предотвращения их падения вниз и возможности повреждения частей самолетов. Нужно также отметить, что устройство освещения при помощи фонарей не только вносит конструктивные усложнения в перекрытие ангара, но и удорожает стоимость световых проемов по сравнению с боковым освещением, так как стоимость вертикального освещения примерно в Iх/2—2 раза меньше, чем наклонного (наиболее распространенный треугольный световой фонарь).
При расчетах к. е. о. необходимо учитывать потери на загрязнение стекол, затемнение конструкцией и переплетами, а также на отражение и поглощение света остеклением светового проема. Эти потери учитываются при помощи нижеследующих коэфициентов:
Остекление
Ординарное Двойное
Фонари 0,45 0,30
Окна в боковых стенах . . . 0,50 0,40
В ангарах, освещаемых одним боковым светом, в качестве характеристики равномерности и достаточности освещения всего помещения в целом принимаются следующие величины относительной площади остекления при различных глубинах заложения (табл. 3):
Таблица 3
Глубина
заложения
Величина относительной площади
Менее 1,5
0,15
От 1,5 до 2
0,20
* 2,0 „ 2,5
0,20
* 2,5 * 3,0
0,25
1 В. А. Зелен к о в, Естественное освещение, изд. Лен. учебн. комб. ГВФ, Ленинград, 1934; С е р к, Промышленная архитектура.
30


Здесь под относительной площадью остекления подразумевается отношение площади всех светопроемов, проходящей выше условной рабочей плоскости, к площади пола; под глубиной заложения следует пони- мать отношение расстояния от застекленной стены до противоположной стены к высоте верхнего края окна над полом — в случае одностороннего света, и в случае двухстороннего света — отношение половины ширины помещения к высоте верхнего края окна над полом. Для лучшей горизонтальной освещенности удаленных точек следует окна располагать возможно выше условной рабочей плоскости, вертикальная же (нормальная) освещенность повышается при более низком расположении окон. Поэтому правильным является расположение окон в стенах ангара на уровне рабочей плоскости с доведением их до возможно большей высоты (что не всегда возможно, например, в арочных ангарах — бес- стенных).
Необходимо для равномерности освещения рабочих помещений ангара размеры междуоконных простенков назначать не более двукратной ширины окна и, во всяком случае, не более 2,5 м.
Обычно оконные проемы в ангарах устраиваются в боковых стенах и в тыловой (при одноворотных ангарах). Кроме этого обычно остекляют фронтон (выше надворотной балки) и примерно !/3 высоты ворот, что способствует увеличению равномерносги освещения ангара по его глубине.
Для ангаров-стоянок (хранение самолетов) величина относительной площади может быть соответственно снижена до 0,125; 0,16 и 0,20, но во всяком случае не менее 0,1.
Отопление ангаров необходимо устраивать при условии сурового зимнего режима и в тех ангарах, которые являются не только ангарами- стоянками, но где предусматривается производство ремонта и обслуживание самолетов. При этом отопление обычно осуществляется паровоздушное. 1 Разводящая сеть чаще всего устраивается под полом. Температура в отапливаемых ангарах должна поддерживаться постоянной в пределах 6—10° С.
Необходимо отметить, что отопление ангаров, имеющих два или более воротных отверстия, крайне дорого и затруднительно как по своим первоначальным, так и последующим затратам, поэтому отапливаемые ангары-следует устраивать не более, чем двухворотные.
Нагревательные приборы чаше устанавливаются в самом ангаре и реже в особых камерах. Первое является более экономичным по сравнению со вторым.
В последнее время заграницей отопление ангаров производится преимущественно при помощи местных (отдельных) приборов, устанавливаемых в определенных местах (рабочих зонах). Это дает возможность быстрого нагревания и регулирования температуры в требуемых точках. Такой прибор состоит из нагревательной батареи в виде ребристой трубы и небольшого вентилятора, заключенных в один общий футляр, приводимый в движение электрическим током. Вентилятор, засасывая воздух, проталкивает последний в батарею, откуда уже в нагретом виде он по-
1 Водяное отопление не устраивается во избежание могущего быть замерзания труб.
31


ступает через соответствующие отверстия с направляющими пластинками в помещение, причем направление струи нагретого воздуха может регулироваться.
В качестве примера приводим краткое описание систем отопления ангаров согретым воздухом, применяемых в США:
а) согревание воздуха централизованное — нагретый в котельной воздух подается через трубы большого сечения, проложенные по фермам и раструбам ответвлений, направленным вниз к полу ангара;
б) согревание воздуха централизованное — нагретый воздух идет по каналам, проложенным в полу ангара, и проходит до ворот, где выходит по отверстиям, расположенным вдоль ворот, примерно на 0,7 м от ворот;
в) согревание воздуха рассредоточенное — паровые трубы идут по стенам ангара и вдоль ферм, к этим паропроводам присоединены небольшие агрегаты со змеевиком и вентилятором. Пар проходит по змеевику и нагревает окружающий воздух, а вентилятор гонит этот нагретый воздух вниз, в ангар;
г) паровое отопление с радиаторами, расположенными на стенах ангара.
Последняя система устраивается значительно реже первых.
Вообще же следует сказать, что вопросы отопления ангаров почти не разработаны, условия и требования, предъявляемые к отопительным установкам в ангарах, не определены, и в каждом отдельном случае разрешение проблемы проектирования отапливаемых ангаров носит частный характер. Необходима разработка этого вопроса как научно-исследовательским, так и практическим путем, что особенно нужно в условиях строительства теплых ангаров на больших пространствах северной части Советского Союза. По нашему мнению, в крупных аэропортах с большим хозяйством (аэровокзал, ангары, мастерские и проч.) следует переходить на систему централизованного отопления ангаров.
В заключение нужно заметить, что печное отопление ангаров недопустимо.
Вентиляция в ангарах устраивается только естественная, так как нет необходимости в специальной вентиляции, благодаря вполне достаточному объему помещения, естественному обмену воздуха через ворота ангара и отсутствию работы моторов в помещении (как в СССР, так и в капиталистических странах испытание и заводку моторов в ангаре производить не разрешается).
Для производства ремонта и обслуживания самолетов в ангаре в темное время года и суток при условии, что ангар должен обслуживать самолеты в любое время суток, необходимо обеспечить его искусственным освещением. Для этого в ангарах устраивается электрическое освещение, к которому предъявляются следующие требования:
1) распределения источников света в соответствии с производственными процессами (с учетом рабочих мест, оборудования и планировкой самолетов);
2) пожарной безопасности — герметическая аппаратура, устройство проводки в сыром неотапливаемом помещении, с выносом распределительного щита в отдельное изолированное помещение;
3) надежности действия и
4) гигиеничности.
32


Освещение искусственным светом разбивается на два вида: стационарное освещение всего объема, которое осуществляется в виде подвесных ламп, и местное освещение (переносное), служащее для освещения необходимого участка работы.
Для переносного освещения лампы снабжаются гибким бронированным шнуром достаточной длины или же применяют устройство особых штепселей в полу ангара (закрытых) возле рабочих мест по осмотру и ремонту самолетов, расположенных примерно через 8 м друг от друга.
Освещение электрическим светом в постоянных ангарах эксплоатацион- ного типа должно давать не менее 60 люксов. В некоторых ангарах- мастерских с целью улучшения освещенности, а также и защиты от метеорологических влияний, производят покраску светлыми тонами внутренних поверхностей ангара.
При проектировании ангара-мастерской, в общем случае, должны быть предусмотрены следующие помещения:
1) ангар,
2) моторная,
3) слесарная,
4) механическая,
5) сварочная,
6) кузнечная,
7) жестяницкая,
8) медницкая с паяльным цехом,
9) термическая,
10) компрессорная,
11) малярная,
12) столярная,
13) обойно пошивочная,
14) для ремонта металлических и деревянных винтов,
15) аккумуляторная,
16) для ремонта авиаприборов,
17) для электросветооборудования,
18) для радио-приборов,
19) склад инструмента,
20) склад—комплектовочная,
21) бытовые и конторские помещения,
22) испытательная станция,
23) масловодогрейка и регенерационная,
24) комнаты для пилотов, бортмехаников, инженера и мастера.
Все эти помещения (за исключением самого ангара) обычно располагаются в пристройках к ангару в соответствии с требованиями технологического процесса по ремонту самолетов и моторов, строительными и противопожарными требованиями.
Исходя из заграничной практики, можно установить, что площадь мастерских колеблется в пределах от 20 до 30% всей площади ангара- мастерской.
Установить на данный момент методику точного подсчета площадей для отдельных помещений ангара-мастерской не представляется возможным, в силу отсутствия достаточного опыта в этой области проектирования.
3 А. Л. Безвиконный 437
33


В табл. 4 приведены данные процентного соотношения площадей ангара-мастерской, полученные Всесоюзной конторой по проектированию воздушных линий Аэрофлота.
Таблица 4
№
по
пор.
Наименование помещений
Процентное отношение ко всей площади ангара
1
Ангар
70
2
^Малярная
1,5
3
Обойно-пошивочная
1,5
4
Столярная
2,0
5
Ремонт винтов
1,5
6
Аккумуляторная
1,0
7
Электро-радио
1,5
8
Точные приборы
1,0
9
Медницкая
1,5
10
Жестяницкая
1,5
11
Термическая по дюр¬
алюминию
1,0
12
Механическая
Г 2,0
13
Слесарная
2,0
14
Сварочная
1.0
15
Кузнечная
0,5
16
Моторная
. 6,0
17
Компрессорная
0,5
18
Склад-комплектовочная
4,0
100%
Вполне понятно, что эти данные нельзя рассматривать как постоянные. Прежде всего они зависят от пропускной способности ангара- мастерской, а кроме того они требуют своего подтверждения в условиях нового метода эксплоатации самолетомоторного парка, на который перешел наш Гражданский воздушный флот с 1936 г.
Расчет конторских и бытовых помещений производится в соответствии со штатом рабочих и административно-хозяйственного персонала по Е. Н. С. П.
Само помещение ангара должно быть оборудовано подъемными приспособлениями в виде кранов, монорельсов талей и кошек. Кроме того в ангаре должны быть: стремянки, приспособления для поддержания плоскостей при снятии и навеске их, тележки для перевозки плоскостей, этажерки для перевозки моторов, электрокары или тягачи для механизированного ввода или вывода самолетов, верстаки, подкостыльные тележки, тележки для перевозки винтов, переносные лампы, и т. п.
К рабочим местам ангара должен быть подведен сжатый воздух, а также горячая и холодная вода.
Высота отдельных помещений в пристройке к ангару должна быть
34


не менее 4,5 м, для конторских и битовых помещений — 3,5 м, причем следует заметить, что конторские помещения могут быть располагаемы во втором этаже.
Особое внимание при проектировании ангара-мастерской следует обращать на естественное освещение самого ангара, так как в связи с пристройками к ангару, в которых располагаются производственные помещения, осложняется вопрос освещения самого ангара.
В некоторых случаях приходится прибегать к устройству фонарей в кровле ангара (что не особенно желательно) или устройству особой световой полосы в плоскости лобовой фермы ангара (что осуществлено в ангаре г. Бреславля — Германия) и т. п.
Экономический фактор характеризуется требованиями получения в конкретных условиях проектирования наибольшей экономической эффективности как от строительства, так и эксплоатации ангара.
Характеристиками в данном случае будут служить:
1) коэфициент использования площади (в дальнейшем обозначаемый нами — d)\ под ним понимается отношение габаритной площади всех размещенных в ангаре самолетов к площади пола ангара;
2) стоимость одного квадратного метра площади (полезной и полной);
3) стоимость одного кубического метра ангара (полезного и полного объема);
4) срок службы ангара и необходимость его последующего ремонта.
Из п. 2 вытекает показатель, характеризующий стоимость площади
ангара, приходящейся на один самолет (самолето-место), который при одном и том же типе и конструкции ангара различен в зависимости от типа размещаемых самолетов.
Что касается п. 4, то здесь на первом месте идут железобетонные ангары, далее металлические и на последнем—деревянные ангары.
Глава III.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ АНГАРА И СПОСОБЫ ПЛАНИРОВКИ САМОЛЕТОВ В АНГАРЕ.
8. 	Методика определения плановых размеров ангара.
Для определения экономически и эксплоатационно обоснованных размеров ангара необходимо, чтобы он был обеспечен равномерной загрузкой и рациональным размещением как самолетов, так и необходимого оборудования.
Поэтому ангар должен быть рассчитан и запроектирован на заданное количество самолетов, оборудование и обслуживающих лиц, т. е. иметь размеры:
1) обеспечивающие, с одной стороны, наиболее экономическое использование площади;
2) достаточные, с другой стороны, для выполнения процессов по обслуживанию и ремонту самолетов.
Показателями, характеризующими плотность расстановки самолетов, является коэфициент использования площади d, представляющий собой
35


отношение суммы площадей горизонтальных проекций самолетов к площади пола ангара Р, т. е.
k
, N1S1 + N2S2 + N^Ss -f- ... + /Sl 11 /14
a p p > \L)
где под Sv S2, S3,... Sk подразумеваются площади самолетов в горизонтальной проекции для различных типов, а под Nv Д^а, Nty...Nk — количество самолетов данного типа.
Чем больше d, тем выгоднее использована площадь ангара.
Типы размещения самолетов в ангаре (типы планировок) могут быть различны в зависимости от требований, предъявляемых к самолету эксплоатационным процессом, а также особенностей планировок аэродромного двора (влияние территории), типа самолетов и от производственного процесса внутри ангара (обслуживание и ремонт).
Если предположить размещение самолетов в строго плановом порядке и только лишь с прямым (мотором вперед) или обратным (хвостом вперед) выводом самолетов, то можно получить основные типы планировок самолетов в ангаре, указанные в табл. 5.
Таблица 5
Планировка самолетов
Тип I
Тип II
Тип III
Тип IV
Тип V
Тип VI
тт
тт
T_L
ТХ
0
Для определения коэфициента использования площади ангара при первом типе планировки (рис. 14) однотипных самолетов и любом их числе может служить следующая формула:
^ Г N 1 1
[^(£+*)+sJ [b(t+a) + i]
где N— число самолетов;
5 — габаритная площадь;
k — количество рядов самолетов по глубине ангара;
L — размах размещаемых самолетов;
/ — длина самолета;
d — зазор между самолетами или между ограждением и самолетом.
Необходимо заметить, что при этом способе планировки можно определять потребную площадь с грубой приближенностью, как произведение размаха на длину самолетов и на их количество, причем ошибка будет достигать примерно 15%.
36


Рис. 14. Планировка самолетов по I типу.
37


Для определения коэфициента использования площади при планировке самолетов по II типу может служить следующая формула:
d = z
SN
[2a + at (х"1)] [*/^(*+1)"] ’
(3)
где N—число самолетов; vS — габаритная площаль;
а — полуразмах самолета плюс зазор между стеной ангара и крылом (а);
a,i—расстояние между осями двух смежно стоящих самолетов с включением соответствующего зазора (а); k — количество рядов самолетов по глубине ангара;
/ — длина самолета.
.В формуле (3) выражение 2а-\-а1 (^~— 1^ определяет собою длину
ангара, а выражение —{— (/г —j— 1)а — его глубину (рис. 15).
В табл. 6 приведены величины а и ai для некоторых типов само-, летов и гидросамолетов, причем величина зазора а принята равной 1 м.
Таблица 6
Тип самолета
Габаритная площадь 5
*
а
м
ах
м
Длина самолета 1
м
К-5
90,80
11,25
14,75
15,30
П-5
47,00
8,75
11,55
10,56
W-33
58,50
10,17
12,37
10,98
Дорнье-Валь
131,60
12,25
16,00
17,52
Сталь-2
44,12
8,623
10,63
9,746
Ш-2
34,68
7,50
9,50
8,20
Савойя-55
131,36
13,00
16,25
16,50
АНТ-9
134,73
12,87
15,54
17,01
АНТ-14
364,32
21,57
27,48
27,5
У-2
37,76
6,71
8,75
8,17
При планировке самолетов по III типу коэфициент использования площади может быть подсчитан по формуле:
[2а + а, (£--l)] |& + М + *(А-1)/] ’
где N—число самолетов; vS — габаритная площадь;
а — полуразмах самолета плюс зазор между стеной ангара и крылом (<т); 0\ — расстояние между осями двух смежно стоящих самолетов с включением соответствующего зазора (о); k — количество рядов самолетов по глубине ангара;
/ — длина самолета;
е — расстояние от внутренней плоскости ворот до самолета второго ряда (считая по длине ангара);
/—расстояние между самолетами (по продольной оси).
38


Точно так же, как и в формуле (3), знаменатель формулы (4) определяет собой площадь ангара (рис. 16).
В табл. 7 приводятся значения величин, входящих в формулу (4).
Рис. 16. Планировка самолетов по III типу.
Формулы (3) и (4) дают также возможность определять длину и глубину ангара, так как в обеих формулах в знаменателях первый сомножитель представляет длину ангара, а второй — его глубину.
Необходимо отметить, что количество самолетов, размещенных в ангаре, отражается на коэфициенте использования площади при плани¬
29


ровках по типу II и III. С увеличением количества самолетов при этих двух планировках коэфициент использования площади возрастает, а следовательно, возрастает фактор экономического использования ангара, т. е. уменьшается площадь ангара, приходящаяся на один самолет (самолето-место), а с нею и стоимость ангара на один самолет.
Это увеличение коэфициента использования площади для И и III типов планировок справедливо при всех типах самолетов.
Таблица 8
Значения коэфициентов использования площади (d) для II и III типов планировки при различном количестве самолетов
1
Тип
самолета
Тип
планировки
Количество самолетов 1
2
4
1
6 1 8
10
12
К-5
II
III
0,23
0,23
0,28
0,25
0,30
0,27
0,31
0,28
—
—
П-5
II
III
0,22
0,22
0,27
0,23
0,29
0,25
0,30
0,26
0,31
0,27
0,32
0,28
Дорнье-Валь
II
II
0,27
0,27
0,32
0,28
0,34
0,31
0,36
0,32
—
—
W-3S | jjJ
0,23
0,23
0,28
0,25
0,32
0,27
0,33
0,29
0,34
0,29
0,35
0,30
Сталь-2
II
III
0,22
0,22
0,27
0,24
0,30
0,26
0,31
0,27
0,32
0,28
0,32
0,38
Ш-2
II
III
0,24
0,24
0,28
0,25
0,31
0,26
0,32
0,28
0,33
0,29
0,33
0,33
Савойя-55
II
III
0,28
0,28
0,35
0,33
0,38
0,35
0,40
0,37
—
—
АНТ-9
И
III
0,28
0,28
0,34
0,30
0,37
0,32
0,39
0,34
—
—
АНТ-14
II
III
0,30
0,30
0,38
0,34
—
—
—
—
V 9 I Н .
У 1 | III
0,28
0,28
0,30
0,29
0,32
0,30
0,33
0,31
0,34
0,32
0,35
0,33
При определении значений коэфициентов использования площади для II и III типов планировок самолетов путем пробных расстановок их шаблонов, расхождение между аналитическим и графическим способами не превышает численно величины 0,01—0,02, составляя, таким образом,, вполне допустимый процент ошибки, не превышающий в большинстве случаев 5°/о. Выше приводится табл. 8 значений коэфициентов использования площади для этих двух типов планировок при количестве само¬
40


летов от 2 до 12, за исключением самолетов Р-5, Дорнье-Валь, Савойя-55, АНТ-9 и АНТ-14. Для этих типов самолетов коэфициент определен как наибольший при количестве размещенных самолетов, равном восьми (для АНТ-14 — четыре), так как являлось бы нецелесообразным определение коэфициента использования при ббльшем количестве самолетов, вследствие значительного возрастания свободного пролета.
Из рассмотрения табл. 8 видно, что при увеличении количества размещаемых самолетов в ангаре коэфициент использования площади повышается (для указанных типов планировок), что и следовало ожидать, так как уменьшается доля мертвого пространства, приходящаяся на каждый размещаемый самолет. Кроме того, совершенно очевидно, что
II и III типы планировки, с точки зрения экономической, более выгодны, чем I тип, и можно установить невыгодность проектирования ангара на два самолета (за исключением самолетов большого габарита).
По остальным типам планировок количество самолетов до некоторой степени также отражается на коэфициенте использования площади.
Учитывая:
1) что 1 тип планировки дает совершенно точные коэфициенты использования при любом типе самолетов;
2) принятие средних значений коэфициентов использования для II и
III типов планировок, выведенных из последней таблицы при условии, что значения коэфициентов использования площади для двух самолетов откинуты из-за явной экономической невыгодности строительства ангаров для двух самолетов (за исключением случаев самолетов большого размаха, как, например, АНТ-14);
3) принятие округленных значений коэфициентов использования площади для IV, V и VI типов планировок, при условии, что проектирование ангара по этим типам возможно лишь при кратности размещаемых самолетов: трем — для IV и VI типов1 и четырем — для V типа, можно составить таблицу коэфициентов использования площадей (табл. 9) для шести типов планировок и десяти типов самолетов (при зазорах, равных 1 м).
В табл. 9 (стр. 42) в скобках указаны крайние значения коэфициентов использования площади в соответствии с замечанием о влиянии числа самолетов на этот коэфициент.
При помощи этой таблицы можно предварительно с достаточной точностью определять потребную для размещения самолетов площадь ангара.
Имея заданными типы самолетов и их число, можно, умножая это число на габаритную площадь одного самолета в плане, разделенную на коэфициент использования площади, получить требующуюся площадь ангара.
Как видно из таблицы, минимальные коэфициенты использования площади получаются при планировках по типам I и III, максимальные же—при типе V.
Тип IV показывает, что размещением в ангаре самолетов различных габаритов можно добиться повышения коэфициента использования площади. Это, конечно, зависит также от правильного подбора таких типов самолетов, которые могут действительно дать эффект при совместном размещении.
1 При подсчете коэфициента по типу IV принят один самолет АНТ-14 и два самолета иного типа.
41


Сводная таблица кеэфициентов использования площади
Типы планировок |
>
>5
Я
0,270
0,290
0,310
0,340
0,290
0,310
0,390
0,400
0,400
0,320
>
н
О
О
со
о
о
CN
со
о
0,340
0,420
0,360
0,310
• 0,330
0,420
0,410
0,430
0,340
>
.3
0,310
0,330
0,320
0,320
0,330
0,340
0,340
1
о
со
СО
о •
bht
0,260
оо
см
o'
1
ю
см
о,
о
ю
см
о"
/—S 00 см
о"
1
со
см
о
о
с-
см
о"
(0,25—0,30} |
о
о
со
о"
см'
со
o'
1
оо
см
о
о
со
см
о"
| (0,24-0,28)
1
о
см
о
| (0,25-0,35)
о
ю
со
о
со
о
1
со
со
сГ
о
см
со
о"
сол
О
1
о
со
о
О
СО
o'
00
со
о"
1
§
сГ
1 0,310 I
| (0,29-0,33) |
я
0,290
СО
сГ
1
00
см
о,
о
о
см
о*
см
со
сГ
1
t"-
см
сГ
о
см
со
о"
ю
со
о4
1
оо
см
сГ
0,330 I
(0,32—0,36) 1
1 0,290
1 (0,27-0,32)
| 0,310
| (0,28-0,33)
о
t"-
со
o'
о
о"
1
ю
со
сГ
0,360 I
оо
со
сГ
1
со
о
о
00
со
о"
| (0,30-0,38) 1
О
СМ
со
сГ
ю
СО
f
О
со
сГ
-
ТТ
тт
0,240
0,230
0,238
0,288
0,239
0,246 1
со
ОО
см
o'
0,288
0,305
0,302
Тип
самолета
К-5
ю
С
W-33
Дорнье-Валь
Сталь-2
Ш-2
Савойя-55
АНТ-9
АНТ-14
У-2
№
по пор.
-
см
!
со
|ю
со
Г'-
00
05
о
42


В эксплоатационном отношении тип I, вследствие параллельности рядов размещения расположения самолетов, представляет большие удобства для обслуживания и ремонта самолетов, а также для скорейшего вывода их на случай внезапного выполнения задания или пожара. Затылочное расположение самолетов относительно друг друга обеспечивает вывод самолетов из ангара прямо без разворотов. Кроме того, при наличии участка достаточных размеров, эта планировка, в случае необходимости, дает возможность последующего развития площади ангара в глубину, не нарушая нормальной работы уже выстроенной части 1.
Если ангар предназначается для хранения самолетов определенного типа, то каждый ряд вдоль глубины может быть разделен промежуточными стойками, что позволяет уменьшить пролет ферм перекрытия ангара.
Тип II планировки при несколько большем коэфициенте использования площади является собственно вариантом I типа, причем, вследствие сдвига самолетов, прямые проходы имеются только параллельно пролету. Так как часть самолетов расположена к воротам мотором, а часть хвостом, то после вывода из ангара часть самолетов приходится разворачивать, что, конечно, является недостатком этого типа планировки.
Тип III планировки даст возможность уменьшить по сравнению с типом I пролет за счет небольшого увеличения глубины ангара. Поэтому среднее значение коэфициентов использования площади по типу III больше, чем по типу I.
Недостатком этого типа планировки, кроме сказанного выше, является неудобство обслуживания самолетов ввиду извилистости проходов между ними.
Тип V планировки даст высокие коэфициенты использования, но он возможен лишь для четырех самолетов, и только при условии, что это будет ангар-стоянка, осуществленный как четырехворотный ангар.
Тип VI также является выгодной планировкой, но требует разворотов при вводе и выводе и устраивается преимущественно для трех самолетов.
Кроме указанных планировок, могут применяться также и смешанные комбинации, которые дают иногда удачные эксплоатационные и экономические решения, но они могут быть осуществимы лишь для некоторых конструкций самолетов. При составлении комбинации надо иметь лишь в виду, чтобы коэфициенты использования площади не получались ниже планировок по I и III типам.
Вышеприведенная таблица позволяет также судить о том, какие самолеты дают наиболее выгодные коэфициенты использования площади.
Так, например, самолет П-5, по сравнению с другими самолетами, при первых четырех планировках (I, II, III, IV) дает самые низкие коэфициенты использования, самолет же АНТ-14 дает максимальные коэфициенты.
Было бы, однако, ошибочным думать, что с увеличением размера самолета коэфициенты использования площади должны всегда возрастать. Например, самолет У-2, имея небольшую площадь в 37,76 м2,
1 Это замечание справедливо только при соответствующих конструкциях
перекрытий.
43


дает в некоторых планировках (I, III, IV) более выгодные коэфициенты использования, чем самолет Дорнье-Валь с площадью 131,60 м2.
Отсюда можно сделать вывод, что на экономичность планировки имеет влияние и величина самолетов, т. е., точнее говоря, — соотношения величины его отдельных элементов, как например: размах, длина, хорда крыла, ширина фюзеляжа, хвостовое оперение и т. д.
Для обеспечения возможности удобного обслуживания и ремонта самолетов, размещенных в ангаре, при планировке должны быть учтены зазоры между самолетами, воротами, стенами или оборудованием, если оно располагается вдоль стен. При этом величина этих зазоров может быть различна, в зависимости от процессов обслуживания. Если имеется в виду только одно хранение самолетов, то необходимо, в соответствии с габаритами самолета, обеспечить его свободный проход при вводе и выводе из ангара. Если же имеется в виду также выполнять в ангаре некоторые процессы, связанные с эксплоатацией самолетов, как например: устранение технических недостатков, текущий и предупредительный ремонт самолета, мойку и чистку, то необходимо обеспечить достаточный зазор для прохода и проноса деталей, инструментов и расположения работающих у самолета людей, а также гарантировать рядом стоящие самолеты от попадания брызг, грязи и задевания при работе.
В табл. 10 подсчитаны коэфициенты использования площади ангара при зазорах, начиная от 0 до 2 м для различных типов самолетов. В качестве примера взят I тип планировки, который является более удобным для выполнения производственных и эксплоатационных процессов, чем остальные типы.
На основании данных, приведенных в таблице, для наглядности построен график изменения коэфициентов использования площади в зависимости от изменения величины зазора.
Из рассмотрения таблицы и графика видно, что с увеличением зазора коэфициент использования уменьшается, но в разной степени для различных типов самолетов. Наибольшее уменьшение имеет место в случае самолетов с небольшой площадью: П-5, W-33, Сталь-2, Ш-2 и У-2. Для крупных самолетов это уменьшение не столь сильно отражается на величине коэфициента.
Это обстоятельство подтверждает одно из основных положений, вытекающее из эксплоатационных требований, об увеличении разрывов (зазоров) между самолетами более крупных типов (как, например, Дорнье- Валь, Савойя-55, АНТ-9, АНТ-14) до двух метров.
Помимо возможностей сравнения коэфициентов использования площади, последние две таблицы, а также график, позволяют под считать потребную площадь ангара по формуле:
d ’
(5)
не прибегая к комбинации размещения шаблонов горизонтальной проекции самолетов.
В самом общем случае в указанной выше формуле все три величины являются переменными, а именно, может быть переменной величиной: количество самолетов N, площадь самолетов (габаритная) vS (случай, когда размещению подлежат различные типы самолетов, разнящиеся по
44


Таблица 10
Коэфициенты использования площади в зависимости от величины зазора для I типа планировки
Тип
само-
Коэфициент использования площади в зависимости от зазора
лета
0,0 м
0,5 м
1,0 м
1,5 м
2,0 м
К-5
0,283
0,266
0,246
0,228
0,207
П-5
0,287
0,255
0,229
0,206
0,187
W-33
0,290
0,261
0,236
0,214
0,196
Сталь-2
0,307
0,263
0,234
0,210
0,193
Дор-
нье-
Валь
0,334
0,309
0,288
0,269
0,251
Ш-2
0,325
0,282
0,246
0,218
0,193
Са¬
войя-
55
0,332
0,308
0,286
0,267
0,250
АНТ-9
0,333
0,309
0,288
0,269
0,251
У-2
0,405
0,348
0,302
0,265
0,234
АНТ-14
0,334
0,319
0,305
0,292
0,280
График изменения коэфициенюв использования площади.
45


своим габаритам) и коэфициент использования площади я?, который, как мы видели, в свою очередь зависит как от типа планировки и типа самолета, так и от величины зазора.
В настоящее время еще имеет место многотипность самолетов, но совершенно ясно намечается переход к уменьшению количества типов с таким расчетом, чтобы определенные отрасли авиации обслуживались если не одним типом, то только несколькими — порядка двух-трех. Таким образом можно полагать, что в недалеком будущем в каждом отдельном ангаре будут размещаться самолеты определенного типа, имеющие одинаковые габаритные данные; это даст большие преимущества с эксплоатационной стороны, и, следовательно, величину 6* можно будет считать постоянной при решении задачи в каждом отдельном случае.
Что касается величины df то она определяется вышеуказанными положениями и, следовательно, заранее устанавливается. Это установление во многом зависит от эксплоатационных требований. Отсюда вытекает, что коэфициент d при определенной выбранной планировке и опреде-. ленном заданном типе самолетов можно считать постоянным.
Величина N—количество самолетов, подлежащих размещению, — может быть, вообще говоря, различной. Эта величина определяется заданием на проектирование, как величина, вытекающая из условий работы воздушных линий, поэтому нами она принимается за величину переменную.
Таким образом, на основании сказанного формула Р = -^~ может
5
быть представлена в виде P = aN, где а — — площадь ангара, при¬
ходящаяся на один самолет (самолето-место) при определенной планировке.
Наиболее характерными типами планировок общего порядка являются планировки /, //, III и VI типов.
Типы IV и V являются более специфичными. Так, например, при типе IV предусматривается расположение в ангаре двух различных по габариту, а следовательно и типу, самолетов; кроме того, эта планировка возможна с известной степенью условности для количества самолетов кратного трем.
Планировка V возможна только для четырех самолетов с выводом каждого в свои ворота, а потому этот ангар получил название четырехворотного ангара.
Для вышеуказанных четырех планировок можно подсчитать величину а, что и проделано ниже (табл. 11). Зная площадь, приходящуюся на один самолет, и имея заданным количеаво самолетов, можно легко определить общую площадь, потребную для размещения заданного количества самолетов при использовании того или иного типа планировки.
Для быстрого определения количества самолетов, которое может быть размещено на заданной площади ангаров, или участка, непосредственно отведенного под строительство их, при различных типах самолетов и планировках, а также для определения потребной площади под размещение самолетов при заданном типе самолетов, их количестве и выбираемом коэфициенте использования площади, построен график, дающий возможность решения этих двух вопросов (см. вклейку).
По оси л:-ов слева направо отложены значения количества самолетов, по оси j/-ob откладываются площади. Умножая габаритную пло-
46


А. Л. Безе иконный 437


Таблица 11
№ по пор.
Тип
5
—д = а — площадь в ангаре, приходящаяся на один самолет ^самолето-место) в м-
самолета
I тип
планировки
II тип
планировки
III тип планировки
VI тип планировки
1
2 ;
3 *
1
4 ;
5
6
1
1
К-5
378,30
313,00
1
349,20
336,30
2
П-5
240,30
162,00
188,00
162,00
3
W-33
245,80
182,80
216,70
188,70
4
Дорьне-Валь
456,90
398,70
438,60
387,00
5
Сталь-2
184,60
152,00
169,70
152,00
6
Ш-2
141,00
112,00
128,40
112,00
7
Савойя^55
459,30
355,00
375,30
336,80
8
АНТ-9
469,80
374,30
421,00
336,80
9
АНТ-14
1194,50 I
958,70
1071,50
910,80
10
У-2
125,00
118,00
121,80
118,00
щадь S самолетов на количество их (от 1 до я), получаем ряд точек, соединяя которые будем иметь наклонную к оси л:-ов прямую—для каждого типа самолета свою, характеризующую габаритную площадь самолетов, причем, как видно из графика, tg угла наклона 5 тем больше, чем больше площадь самолета. Далее, откладывая на оси у-ов значения пределов коэфициентов использования площади d от 0,200 до 0,400, в которых примерно колеблются эти коэфициенты, на оси л>ов справа налево — площади ангаров, и соединяя отложенные значения прямыми линиями с нулевым значением площади на оси л:-ов, мы получаем прямые коэфициентов использования площади.
Пользование графиком разъясним на примере.
Положим, необходимо разместить 21 самолет Ш-2 по типу I планировки с зазором в 1 м. По графику изменения коэфициентов при заданном зазоре в I м, типу I планировки для самолетов Ш-2 находим коэфициент использования площади 0,246. Найдя значение на оси л:-ов количества самолетов „21 поднимаемся вверх по вертикали до прямой, характеризующей габаритную площадь самолета 5 типа Ш-2. Из точки пересечения вертикали с этой наклонной прямой проводим линию, параллельную оси лг-ов до пересечения с наклонной прямой, характеризующей коэфициент использования площади d = 0,246, и из последней, опускаясь вниз по вертикали, находим в месте пересечения с осью л:-ов,, значение площади ангаров (или ангара), необходимой для размещения данного количества самолетов типа Ш-2 с d= 0,246, равную 2950 м2. Это определение необходимой площади показано на графике ходами по направлению движения часовой стрелки. При точном подсчете по формуле Р = aN получим: Р= 141,00-21 = 2961 м2. Неточность, получающаяся при графическом способе, находится в вполне допустимых пределах.
Предположим, что нам надо решить обратную задачу: определить, какое количество самолетов заданного типа и с какими коэфициентами использования (следовательно, типами планировок) может быть разме¬
47


щено на заданной площади. Допустим, имеется площадь равная 3000 м2, тип самолета П-5. Найдя значение на оси л:-ов площади, равное 3000 м2, поднимаемся вверх по вертикали до пересечения с наклонной прямой d = 0,230; от точки пересечения этих двух прямых проводим справа налево линию, параллельную оси л:-ов, до пересечения с наклонной прямой S, характеризующей габаритную площадь самолета П-5, и из последней, опускаясь вниз по вертикали до пересечения с осью лг-ов, находим число самолетов, равное 15 (точка пересечения лежит ближе к 15, чем к 14). На графике эти ходы указаны по направлению обратного хода часовой стрелки. При другом коэфициенте использования (большем или меньшем) мы получили бы и другое количество самолетов. Коэфициент использования площади следует выбирать, сообразуясь со сводной таблицей коэфициентов использования площади (средними значениями его), т. е. основываясь на выборе типа планировки.
Точно такое же рассуждение может быть повторено и для других типов самолетов. На графике показаны, кроме первого случая, определения количества самолетов типа АНТ-9 при коэфициентах использования площади d— 0,320; 0,360; d = 0,380, соответственно чему
получилось количество самолетов N = 7—8; N=8—9 и N = 9.
При получении двойного значения следует принимать то количество самолетов, которое соответствует числу кратности планировки. В неко- торых случаях это ведет к небольшому уменьшению коэфициента использования площади, в других — к увеличению.
Следует, однако, иметь в виду, что при одинаковой площади соотношение сторон ангара для одного типа самолетов не всегда совпадает с отношением сторон ангара для самолетов другого типа.
В случае проектирования ангара с учетом производства в нем ремонта, а также и технического обслуживания самолетов, необходимо предусматривать увеличение площади на 20—30%.
9. 	Учет показателей удобства обслуживания самолетов.
Показателями, характеризующими удобства обслуживания (ввода и вывода) самолетов, являются:
1) процент одновременности вывода самолетов;
2) порядок очередности вывода самолетов.
В каждом ангаре из числа размещенных в нем самолетов имеются такие, которые можно одновременно, независимо от других самолетов, вывести из ангара.
Под процентом одновременности вывода самолетов следует понимать отношение одновременно выводимого количества самолетов к полному числу самолетов, хранящихся в ангаре, т. е.
К — ^100°/о.
Следует стремиться к возможно большему проценту вывода и, как лучшее решение, иметь этот процент равным 100, что особенно желательно для крупных самолетов.
Под порядком очередности вывода самолета следует понимать очередной номер предназначенного к выводу самолета после предваритель¬
48


ного удаления препятствующих его выводу самолетов. Для военных и гражданских рейсовых самолетов очередность вывода любого самолета не должна быть больше третьей, для запасных же самолетов очередь вывода может быть отодвинута и далее.
В зависимости от условий эксплоатации процент вывода может быть различен.
Для ангаров на военных аэродромах, где может встретиться необходимость одновременного выпуска в воздух весьма значительного количества самолетов,—процент вывода должен быть возможно большим.
Для гражданских аэродромов, где имеется возможность заранее подготовить самолет к полету, процент вывода может быть меньшим. Однако процент вывода во всех случаях должен быть не ниже 30.
Для рейсовых же самолетов-гигантов, учитывая сложность их вывода, лучше иметь коэфициент одновременности вывода Ю0°/о или, в крайнем случае, 50%, а очередность вывода не ниже второй.
Желательно, чтобы ворота ангара располагались по его наибольшей длине, обращенной к летному полю, за исключением особых случаев решения генерального плана аэродрома или гидродрома.
Ангары должны допускать вывод самолета без сложных маневров; отсюда следует, что современные ангары должны представлять собою по форме прямоугольник, наибольшая сторона которого с воротами обращена к летному полю (рулежной дорожке).
Резюмируя все сказанное в настоящем и предыдущем параграфах, можно установить, что плановые размеры ангара определяются:
1) типом самолета и его габаритными размерами;
2) количеством самолетов, подлежащих размещению в ангаре;
3) эксплоатационным и производственным процессом, в свою очередь, определяющим необходимую площадь для размещения оборудования, подсобных и обслуживающих помещений, планировку самолетов и зазоры между самолетами;
4) коэфициентом (процентом) вывода самолетов и способом вывода (прямой или боковой вывод);
5) условиями территории и всей планировки аэродромного двора.
При определении плановых размеров ангаров должны быть учитываемы возможности осуществления всей конструкции ангара в целом в том или ином материале (дерево, железобетон, металл) и получение наибольшего возможного для данного случая коэфициента использования площади. При определении размеров ангара необходимо учитывать, что зазоры <7 между самолетами должны быть различными в зависимости от их размеров.
Практически можно принимать:
Для самолетов размахом до 15 м зазоры в 1,0—1,5 м
„ „ „ от 15 до 30 м „ „ 1,5—2,0 м
v п » » 30 м » » 2,0—3,0 м.
10. 	Формы ангаров в плане.
По своей внешней конфигурации ангары бывают: прямоугольные, крестообразные, многоугольные и круглые. Наиболее распространенными являются ангары прямоугольной формы, в то время как ангары кресто-
4 А. Л. Еезв и конный 437 49


образной или многоугольной формы встречаются очень редко и почти не встречаются ангары круглой формы.
Основное достоинство ангара прямоугольной формы заключается в простоте конструкции, разнообразии планировок самолетов в ангаре и устройстве ворот.
Такие ангары сооружаются одно-, двух- и трехворотные и, более редко, четырехворотные. В некоторых случаях, как, например, при ограниченности территории, практикуются спаренные, строенные или многоячейковые ангары. К числу недостатков спаренных и строенных ангаров надо отнести то, что при изменении типа самолета или гидросамолета и при увеличении их габаритных размеров они могут не разместиться в ангаре.
Рис. 17. Многоячейковый ангар для гидросамолетов.
Достоинством таких ангаров является удешевление их стоимости по сравнению с одноячейковым ангаром равновеликой площади, вследствие меньшего периметра капитальных стен. Так, например, при возведении двух раздельно стоящих ангаров необходимо сделать четыре боковые стены, в то время как при спаренном ангаре будут две стены и один ряд промежуточных стоек. Примерами таких ангаров могут*служить ангары, указанные на рис. 9 и 17.
ряде капиталистических стран сооружаются ангары прямоугольной формы, разделенные на ряд секций, при этом длина их достигает в некоторых случаях 200 м (Германия) и более 300 м (США—Детройт).
Ангары крестообразной формы практического распространения не получили; эта форма может быть применима для полевых и времен¬
50


ных ангаров при соответствующих условиях территориального расположения.
Ангары круглой формы в практике строительства также не применяются, так как их стоимость значительно превышает стоимость прямоугольных в силу сложности конструкции, а кроме того в таких ангарах для лучшего обеспечения ввода и вывода самолетов целесообразно устойство вращающегося пола, что, в свою очередь, требует сложной и дорого стоящей механизации.
Наконец, ангар многоугольной формы был построен в США (Лос- Анжелос) в виде шестиугольника (рис. 18). Предназначался он как ангар-мастерская (пропускник). .
Рис. 18*Ангар шестиугольной формы (США).
Подводя итоги, мы можем сделать вывод, что наиболее применимой и целесообразной формой ангара в плане является прямоугольная форма как с пристройками, так и без них. Осуществление пристроек в ангаре находится в зависимости от назначения ангара и эксплоатационно-произ- водственного процесса аэропорта и гидропорта в целом.


Часть II
ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ КОНСТРУКЦИИ АНГАРОВ И ОТДЕЛЬНЫХ ЕГО ЭЛЕМЕНТОВ
Г л а в а IV.
ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ АНГАРА.
11. 	Установление размеров ангара.
При проектировании ангара прежде всего надо установить его полезные геометрические размеры. Под полезными геометрическими размерами понимаются площадные и высотные размеры, необходимые для размещения самолетов и производства обслуживания и ремонта их без учета пространства, занимаемого самой конструкцией ангара (перекрытием, ограждающими поверхностями, воротами, стойками и так называемыми „мертвыми пространствами“).
Как было установлено в предыдущей главе, плановые размеры ангара определяются:
1) типом самолета или гидросамолета, его габаритными размерами, наличием или отсутствием устройства для механизации транспортировки при вводе или выводе (рельсовые пути, тележки, краны);
2) количеством самолетов, подлежащих размещению в ангаре;
3) эксплоатационно-производственным процессом, определяющим необходимую площадь для размещения оборудования, подсобных и обслуживающих помещений, планировку самолетов и зазоры между ними;
4) коэфициентом (процентом) вывода самолетов и способом вывода;
5) условиями территории и всей планировки аэродромного двора, так как генеральным планом аэропорта или гидропорта определяется тип ангара (фронтальный — большим размером вдоль красной линии), а также и количество ворот в ангаре.
Зазоры между крайней точкой плоскости крыла и препятствием (полотнище ворот в предельном открытом положении, стойки или стационарно-размещенное оборудование) в момент прохода самолета принимаются: 1) при выводе машины на тележке по рельсовым путям— 0,5 м\ 2) при выводе машины без тележки или на тележке, но без направляющих рельсовых путей, при самолетах размахом до 30 м, как минимум — 0,5 м, при самолетах размахом более 30 м, как минимум— 0,75 м.
Зазоры между самолетами следует принимать согласно данным, приведенным в конце § 9.
При наличии мастерских, расположенных или в самом ангаре, или в помещениях к нему примыкающих (пристройках), размещение стационарного оборудования должно соответствовать производственным требо¬
52


ваниям и обеспечивать последовательней ход технологического процесса по наиболее краткому пути, не мешающему выводу и вводу, а также обслуживанию самолетов, для чего желательно располагать оборудовав ние (мастерские) вдоль стен ангара (не имеющих ворот).
Как было замечено выше, установившихся норм для определения? площади мастерских на сегодня не имеется в силу различных частных решений этого вопроса в зависимости от характера и способов эксплоа- тации и ремонта самолето-моторного парка, но в среднем на основании практических данных можно эту площадь определить в пределах от 2Q до 30% общей полезной площади ангара.
Высота ангара в свету, точно так же, как и высота ворот его, может быть определяема по формуле:
Н ^ h —|— t —|— s —|— w, (6)
где Н— необходимая высота;
h — высота самолета от нижней точки колес (поплавка или лодки) до верхней точки лопасти пропеллера в вертикальном ее положении;
t—высота тележки, если она применяется;
5 — высота рельсовых путей, если они имеются;
и — зазор между нижней поверхностью нижнего пояса фермы (перекрытия или ворот) и верхней точкой вертикально установленной лопасти пропеллера.
Все измерения принимаются в метрах. Величина зазора и принимается не менее 0,5 м, а при устройстве подъемных приспособлений (кранов и т. п.) — в соответствии с типом их, но не менее, чем 1,5 м. При проектировании ангаров для сухопутных самолетов малых и средних размеров, не требующих применения механизации ввода и вывода, формула (6) упрощается и принимает вид:
+ (6')
Наружная высота ангара определяется в соответствии с типом выбранного перекрытия, которое, в свою очередь, зависит как от размеров перекрываемого пролета (высота фермы или стрела подъема являются функцией от пролета), так и от материала конструкции перекрытия. Необходимо стремиться к уменьшению наружной высоты ангара, так как это не только уменьшает строительный объем ангара, а следовательно и затраты на его возведение и содержание, но и позволяет располагать ангар ближе к летному полю, что, в свою очередь, уменьшает длину рулежных дорожек.
В отношении высоты ангаров в свету к сказанному следует добавить, что на основании развития авиации и опыта эксплоатации самолетов нет особых данных для предположений о большем развитии самолетов в высоту, а потому нет никакой необходимости строить ангары, подобные ангарам аэропорта г. Бурже (см. рис. 5), высотой б чистоте равной 15 м при соотношении:
1_
h
где I — пролет, а
h — высота ангара в свету.
50
15
3,3,
53


М. Бейер-Дезимон (см. Flughafenanlagen) считает целесообразным для больших ангаров принять отношение п — в пределах от 5,5 до
6,5 для случаев нормального ввода и вывода самолетов, т. е. в направлении продольной оси самолетов.
По нашему мнению это является в основном справедливым за исключением отдельных случаев, когда нижний предел может быть ниже, доходя до 4 (п = 4).
Подсчитав общую, потребную для размещения самолетов, площадь и определив далее количество однотипных ангаров т и площадь Р каждого ангара, необходимо найти геометрические размеры ангара в плане, т. е. длину ангара а и глубину Ь.
Соотношение сторон зависит от:
1) коэфициента (процента) вывода самолетов; чем большим принимается коэфициент вывода самолетов, тем большим должно быть пролетное отверстие и-меньшею глубина ангара;
2) общего числа самолетов, размещаемых в ангаре;
3) размаха и длины самолетов;
4) зазора между самолетами и между самолетами и препятствиями;
5) типа планировки;
6) конструкции ангара и материала.
В свою очередь величина пролета а зависит от:
1) размаха самолета;
2) числа самолетов при планировке их вдоль пролета;
3) зазора между самолетами и стенами.
Указанная величина а лежит в пределах, обусловленных:
1) размахом одного самолета плюс зазоры с краев—ат\п;
2) конструктивными возможностями пролета в зависимости от типа и материала перекрытия — дтах.
Таким образом, можно установить, что:
#min Я
В среднем на данный период развития техники, с учетом экономической целесообразности, следует считать, что:
Для металла ятах ^ 100 м
. дерева дгаах . ^ 60 м
„ железобетона Яшах ^ 50 м
Если пролет получается большим, чем это возможно с конструктивной и экономической стороны, то необходимо площадь разбить на большее число ангаров, уменьшив площадь каждого.
12. 	Общее описание конструкции, назначения и взаимоотношений
элементов ангара.
В состав основных частей конструкции ангара в целом входят:
1) несущая конструкция перекрытия;
2) кровля;
51


3) стены или боковая ограждающая поверхность, связанная с конструкцией перекрытия;
4) полы;
5) фундаменты;
6) ворота.
Последние, в силу их особого значения в проектировании и сооружении ангара, требований к ним предъявляемых, а также и стоимости, рассмотрены в отдельной главе.
В первоначальных ангарах перекрытие состояло из балочных стропильных ферм и кровли. В последнее время мы видим более сложные конструкции осуществленных перекрытий в виде пространственных, консольных, арочных или рамных систем, где само перекрытие доходит до поверхности земли и где грань между покрытием и стеной иногда совершенно теряется. Основными частями перекрытия являются: кровля, обрешетка или плита, ферма, арки или рамы, связи и опоры.
Назначением кровли является образование сплошной поверхности, непроницаемой для дождя, снега, ветра, пыли и проч., а также и защиты внутреннего пространства ангара от внешних температурных воздействий — сильных охлаждений или нагревания.
В некоторых случаях, при недостаточности освещения ангара со стороны стен и ворот, в кровле устраиваются световые фонари.
Для поддержания кровли в простейших случаях укладываются по несущей конструкции перекрытия (фермам) деревянные или металлические балки (реже фермочки), передающие давление от веса кровли и нагрузок на эту несущую конструкцию. Такие балки могут быть расположены различно: или «только параллельно коньку (перпендикулярно ферме), или в перекрестном направлении — одни параллельно, а другие перпендикулярно коньку, причем балки, идущие параллельно коньку, обыкновенно носят название прогонов в то время как идущие перпендикулярно коньку крыши называются обрешетинами.
Фермы, арки или рамы имеют целью закрепление и поддержание всей конструкции кровли, воспринятие и передачу действующих нагрузок на опоры, к которым предъявляются особые требования. В качестве опор могут служить и самые стены ангара — случай редко встречающийся, так как ангар, являясь зданием большого перекрываемого пролета, воспринимает значительные вертикальные нагрузки, а следовательно и большие усилия, передаваемые фермами на опорные части, что требует из условий прочности и устойчивости сооружения стен значительной толщины. С другой стороны, к внешним стенам ангара, как и другого промышленного здания, предъявляются требования ограждения здания.
В прежнее время оба эти требования — несущего элемента и ограждения здания — обыкновенно объединялись в единое конструктивное целое, и стена получалась массивной и грузной, что, конечно, отражалось на стоимости сооружения. Совершенно очевидно, что такое объединение нецелесообразно, так как требования к материалу ограждения и к материалу несущих элементов различны. Последнее обстоятельство нашло свое отражение в видоизменении несущей конструкции путем устройства отдельных колонн, сопряженных с ограждающей оболочкой.
В большинстве случаев несущая конструкция перекрытия устанавливается или на отдельные колонны и столбы, или же на специальные
55


фундаменты, причем в последнем случае фермы, так же, как арки и рамы, проходят до уровня грунта.
На рис. 19 представлена схема каркаса металлического ангара, перекрытого двухшарнирными арочными фермами, опирающимися на колонны с контрфорсами.
В силу слабого сопротивления ферм действующим лобовым силам (давление ветра), перпендикулярным плоскостям симметрии ферм, для создания устойчивости их против действия указанных сил между поясами двух соседних ферм устанавливаются специальные фермы, носящие название ветровых ферм, или ветровых связей.
Ветровая ферма состоит из ряда раскосов и стоек, установленных в горизонтальном или несколько наклонном положении и образующих вместе с поясами несущих вертикальных ферм сквозную ферму. Для сохранения несущими фермами строго вертикального положения устанавливаются также вертикальные связи.
Расположение и крепление горизонтальной (ветровой) фермы и вертикальных связей видно на рис. 20 и 21.
Колонны или стойки, поддерживающиеперекры- тие, должны быть достаточно прочными и устойчивыми. Все конструкции перекрытий, в которых фермы, арки или рамы доводятся до уровня грунта, где закрепляются в фундаментах, воспринимают ветровое давление в целом.
о.
ей
*
О
U
о
S
ч
4 гэ н &>
5
«3
£
<L>
и
и
К
а
Гб


Рис. 21. Расположение и крепление горизонтальной фермы и вертикальных связей.


В глухих (щипцовых) стенах ангара, для обеспечения их устойчивости, необходимо устройство стоек с укреплением их на фундаментах, а в некоторых случаях устройство специальных ветровых упоров-контрфорсов.
Как было выше установлено, ангары имеют значительную высоту — 10—15 м и выше (по сравнению с промышленными одноэтажными зданиями) и поэтому во всех системах перекрытий, имеющих распор, но не имеющих затяжки для его погашения и опирающихся на колонны, или стойки, необходимо для воспринятия распора и обеспечения устойчивости устройство контрфорсов, заделанных нижним концом в фундамент.
В железобетонных ангарах рамного и арочного типов ветровые фермы и вертикальные связи отсутствуют в силу достаточной жесткости и устойчивости конструкции в продольном (вдоль ангара) направлении.
13. 	Установление схемы несущей конструкции перекрытия ангара.
Правильный выбор типа конструкции ангара и установление общей схемы перекрытия его зависят от ряда условий и требований, к ним предъявляемых. Ими являются:
1) соответствие конструкции ангара его назначению, принятому типу планировки, плановым и высотным размерам;
2) обеспечение условий прочности и устойчивости всего сооружения в целом;
3) количество, расположение и длина ворот;
4) использование местных строительных материалов (как, например, наличие в данной местности дерева, материала для стенного заполнения и проч.);
5) необходимость оборудования ангара крановыми и другими подъемными устройствами стационарного порядка (что необходимо учитывать при выборе несущего перекрытия и при расчете его); .
6) наличие квалифицированной рабочей силы (это особенно важно для местностей строительства ангаров, далеко расположенных от промышленных районов);
7) соответствие средствам, отпускаемым на строительство ангара;
8) положение над уровнем земли (это условие, в свою очередь, определяет выбор материала для несущей части ангара, так, например, для пловучих ангаров верхнее их строение необходимо делать или из металла, или из дерева, для подземных ангаров целесообразен бетон);
9) возможность дальнейшего расширения конструкции ангара (что, например, возможно для ангаров глубинного типа с фермами, идущими параллельно друг другу вдоль его глубины, или при рамных и арочных конструкциях, а также при ангарах консольного типа при дальнейшем расширении вдоль фронта);
10) удобство возведения и быстрота производства работ (это обстоятельство играет решающую роль для разборных и временных ангаров);
И) экономичность выбранной конструкции по сравнению с другими возможными в данном случае решениями;
58


12) соответствие материала конструкции отдельных элементов друг другу, предъявляемым требованиям ‘в отношении срока службы, пожарной безопасности и проч.
Таким образом, можно установить, что при проектировании ангаров приходится решать довольно сложную задачу, обнимающую собой ряд условий, включающих в себя как требования общестроительного порядка, предъявляемые и к другим сооружениям промышленного характера (например, одноэтажные промышленные здания — мастерские), так и требования специальные, обусловленные спецификой воздушного транспорта (большие пролеты, невозможность устройства промежуточных опор, функциональное назначение ангара, необходимость устройства ворот большого пролета и быстрого их открывания и т. л.). Все это вместе взятое требует внимательного и планомерного подхода к вопросу проектирования ангаров, что, к сожалению, до последнего времени осуществлялось недостаточно.
Из числа перечисленных требований и условий особенно большое значение имеют 1, 2, 3, 8 и 10 требования, в которых специфичность ангаров наиболее ярко отражается.
Все эти требования не являются резко отличающимися одно от другого, они в известной мере совмещаются и дополняют друг друга.
Как было установлено выше, наиболее распространенной формой ангара в плане является прямоугольник, причем желательно не выходить за пределы |~>0,25 или ^[>0,25.
Для крупных ангаров фронтального типа, т. е. с большим воротным отверстием и небольшой глубиной, кровлю лучше всего делать односкатной с направлением ската в сторону, противоположную воротам. Такой тип ангара получил большое распространение за последние годы.
Конструкция подобного рода ангара состоит из мощной лобовой фермы с параллельными поясами, опирающейся на крайние стойки, в плоскости которой располагаются ворота. В поперечном направлении устанавливаются односкатные фермы; одним концом они лежат на лобовой ферме, а другим — опираются на стойки противоположной воротам стены. Указанная конструкция перекрытия очень удобна для эксплоатации ангара, так как при наличии хотя бы одних ворот (а их можно осуществить в этой системе до трех) она обеспечивает хороший процент выхода самолетов, а также удобна и для монтажа перекрытия.
Кроме того достоинством этой конструкции перекрытия является удачный отвод воды к глухой стене ангара.
В качестве примера ангара подобного типа можно указать на ангар изображенный на рис. 22, и на ангар в г. Франкфурте (рис. 23).
Для перекрытия больших пролетов часто применяются также полигональные металлические фермы. Такой тип конструкции перекрытия является менее удачным, чем первый, в силу расходования значительно большего количества материала на несущую конструкцию перекрытия.
Так, например, проф. И. Г. Попов в своей книге „ Перекрытия “ указывает: „Расположение ферм параллельно длинной стороне здания будет рационально, пока разница в пролетах по длинной и короткой
59


Си
пз
Си
со
*
£
V
И
U
60


стороне не будет значительной. В случае сильно удлиненного здания располагать фермы вдоль, т. е. иметь всеУферл:ы с большим пролетом, будет неэкономично. Более рациональным убудет установить одну сильную ферму вдоль открытой продольной оси здания и на эту ферму опереть концы поперечных ферм (что нами указано выше). Затраты на одну мощную продольную ферму безусловно окупаются экономией на весе остальных ферм".
• Подсчитывая ;вес несущей конструкции перекрытия при устройстве одной мощной лобовой фермы и остальных поперечных, идущих по меньшей стороне ангара (первый случай), и при расположении всех ферм только вдоль длинной стороны (второй случай) для здания разме-
Рис. 23. Ангар во Франкфурте.
рами 60 X 30 м для обоих случаев, проф. И. Г. Попов по приближенным формулам находит, что перерасход металла во втором случае равен 12 °/0.
В 1927 г. в г. Бремене1 (Германия) был выстроен ангар размерами в плане 30 X 80 м и высотой в свету 8 му металлическое перекрытие которого состояло из двойной лобовой фермы полигонального типа и одиннадцати продольных ферм (через 6,67 м) (рис. 24).
Задняя стена осуществлена как стоечная конструкция, заполнение стен между стойками — кирпичное. Кровля двухскатная. Попутно следует заметить, что в этом ангаре имеется пристройка размерами 6 X 30 м> в которой размещены мастерские, служебные помещения и гараж, причем эти помещения отапливаются.
Ангар освещается через окна в надворотной ферме и задней стене; кроме того, имеется искусственное освещение. В ангаре имеются одни
1 Подробное описание дано в журнале Die Bautechnik от 15 июля 1927 г., № 31.
61


ворота размером 80 X 8 м, открываемые вручную и состоящие из 10 створок.
Основание осуществлено в виде сплошного железобетонного фундамента, покоящегося на 12-м железобетонных сваях.
Другим примером подобного решения перекрытия ангара двухскатной кровлей можно привести ангар, построенный в сухопутном и морском аэропорту Привского полуострова в Травемюнде (Германия). 1 Если не считать пристроек, этот ангар был осуществлен в форме квадрата со стороной в 60 м и высотой в свету 12 м. Крыша ангара покоится на двух основных и девяти поперечных фермах (рис. 25—27).
Ангар имеет одни ворота, расположенные с южной стороны и состоящие из восьми створок высотой 12 м и длиной 7,50 м каждая. С западной стороны расположены пристройки. Основные фермы идут параллельно плоскости ворот, девять же поперечных ферм — перпендикулярно им.
Таким образом, из приведенного выше можно заметить, что выбор и назначение типа несущей конструкции перекрытия зависит в значительной степени от требуемого свободного пролета ангара, его высоты в свету, устройства ворот и материала основной конструкции перекрытия. Не трудно установить, что чем больше требуемый свободный пролет ангара, тем дороже обходится основная несущая конструкция перекрытия. С точки зрения уменьшения стоимости ее оказывается выгодным переходить, уже начиная с 25 ^ (особенно в дереве и железобетоне), к арочным перекрытиям, в большинстве случаев параболического очертания. Хотя при этом снижается стоимость самого перекрытия и представляется возмож¬
ен
4 К со
25
<и
5 н 3 Си га
О)
Си
S
К
га
и
(V
ЭР
а
ч
ч
о
25
(U
СП
ЦЭ
СП
аз
и
в
<
a
а
Подробное описание приведено в журнале Die Bautechnik, 1928 г.,№ 22.
02


ность уменьшить высоту ангара, при вписании высотного габарита* самолета в очертание осевой линии арки с соблюдением соответствую-
В
Рис. 25. План ангара в Травемюнде (ЛВ — ось симметрии ворот).
щих зазоров, все же арочные ангары не получили значительного распространения. Это обусловливается:
Рис. 26. Общий]вид ангара в Травемюнде (с юго-запада).
'ir 1) наличием в ангаре так называемого „мертвого пространства% образующегося по краям ангара и не могущего быть целесообразно* использованным, что, конечно, снижает коэфициент использования: площади ангара;
63


, 2) тем, что в ангарах, перекрытых арками, доходящими до уровня земли, усложняется устройство пристроек для мастерских и обслуживающих помещений.
Решение вопроса о перекрытии ангара арками или арочными фермами (в дальнейшем условимся понимать под аркой криволинейный брус,
Рис. 27. Вывод гидросамолета из ангара в Травемюнде.
деформации которого связаны с деформацией опор, и наоборот) идет по пути применения арок, приподнятых от уровня земли и устанавливаемых или на отдельные опорные колонны (стойки), или на сплошные стены. Большое развитие такие перекрытия получили во Франции
Рис. 28. Ангар, перекрытый железобетонной аркой.
в виде арок и тонкостенных сводов, осуществленных из железобетона со свободным пролетом, доходящим до 50 м и даже больше. На рис. 28 и 29 приводится пример ангаров подобного рода.
Все продолжающийся рост габаритов самолетов и гидросамолетов и, в частности, увеличение размаха крыльев заставляет инженеров-проекти- ровщиков изыскивать более совершенные и рациональные способы и типы конструкций перекрытия больших пролетов.
64


05,50 : I
Вид спереди Продольное сечение ЕР
Рис. 31. План, вид спереди и поперечные разрезы ангара в Савильяно.


Для иллюстрации приведем несколько характерных конструкций ангаров, осуществленных за последние годы.
Рис/29. Группа из трех спаренных железобетонных ангаров.
1. 	В г. Савильяно (Италия) построен один из крупнейших ангаров, заслуживающий внимания не только вследствие своих размеров, но также и тем, что он является самым крупным примером цельносварной металлической конструкции в области ангаростроения.
Рис. 30. Ангар в Савильяно.
Ангар в плане имеет размеры 135,50 X58,86 м между центрами крайних колонн (рис. 30 и 31).
Как спереди, так и сзади в ангаре имеются свободные отверстия для устройства ворот размерами 60 X 12,5 м. Глубина ангара в чистоте между воротами составляет 60 м. С обоих боков ангара примыкают две трехэтажные пристройки размерами каждая 57 X 11,4 м, также сварной металлической конструкции.
5 А. Л. Безвиконный 437
65


Металлическая конструкция состоит из ангарных ферм, поддерживающих покрытие крыши из искусственного шифера и опирающихся на стропила, поддерживаемые вторичными поперечными балками, расположенными через 6,05 м на промежуточных ложных стропилах (рис. 32).
Эти балки крепятся к четырем главным продольным фермам, из которых две расположены в плоскости ворот и две по продольной оси ангара. Две последние фермы, соединенные между собой, образуют горизонтальную, продольную ветровую ферму. Две главные центральные балки с их опорами, которым придана соответствующая жесткость, образуют две продольные фермы на шарнирных опорах. Эти фермы,
Рис. 32. Вид с торца в момент постройки.
длиной 135,50 м между осями шарниров, присоединяются к центру поперечной двойной фермы, рассчитанной на сопротивление ветровой нагрузке.
В каждой из торцевых стен две последние вторичные балки соединены между собой ветровыми связями и, кроме того, внешняя балка соединяется с двумя крайними опорами посредством двух подкосов, образуя еще двое вторичных стропил. Передняя и задняя стены закрыты створчатыми воротами (по 4 створки на каждый пролет), открывающимися вручную независимо друг от друга.
Размеры створок 15,0 X 12,5 м, остов створки осуществлен из профилированного прокатного железа со сварными соединениями и покрыт листовым кованым железом, толщиной 1,5 мм, образующим панель, сваренную электрическим способом. При совершенно открытых воротах четыре створки каждого свободного пролета устанавливаются парал¬
66


лельно соответствующему воротному отверстию и удерживаются в конце своего хода останавливающими приспособлениями.
2. 	В аэропорту Мюнхен-Обервизенфельд (Германия) 1 был построен ангар площадью (если не считать его пристроек, в которых размещены подсобные и обслуживающие помещения площадью в 3454 ж2) 5740 ж2 (что составляет 77,2°/0 от площади ангара в Савильяно).
Необходимо отметить, что в этом ангаре устройство несущей конструкции перекрытия принципиально ничем не отличается от предыдущей, разница, в основном, заключается лишь в устройстве ворот и принципе их действия. Это внесло некоторые особенности в конструкцию перекрытия, и привело к применению пустотелых стеклянных кирпичей, как заполнителя угловых опор ангара (рис. 33) для увеличения освещенности ангара.
В теперешнем своем виде (по проекту ангар должен был иметь три секции для размещения самолетов) сам ангар имеет размеры
Рис. 33. Ангар в аэропорту Мюнхен-Обервизенфельд (внешний вид).
82.0 X 70,0 ж; по длинной стороне расположены двое ворот, шириной в свету 30 ж и высотой в свету 10 ж; по более коротким |двум сторонам ворота имеют размер 60 X Ю ж (рис. 34).
За глухой стеной ангара находится пристройка, о которой упоминалось выше (на рис. 34 не показана).
Как видно из чертежа, ангар имеет 8 башен размерами в плане
4.0 X 4,0 ж, назначение которых—быть опорами для всей системы перекрытия; кроме того, в глубину их убираются створки ворот гармоникообразной (складывающейся) системы. Далее, в этих башнях находятся лестницы, электрические провода, обогревательные установки. На внутренние столбы башен опираются главные фермы пролетом 32,0 ж.
1 Подробности об этом ангаре имеются в журнале ZFN, октябрь, 1929 г.,
вып. 19, стр. 497—514.
*
67


Последние несут на себе прогоны крыши, на которых укреплена кровля из пензобетона с чередующимися полосами треугольных световых фонарей.
Продольное и поперечное сечение ангара, главная и промежуточная фермы, расположение световых фонарей и внутренний вид ангара указаны на рис. 35—37.
На основании приведенных примеров можно установить, что развитие авиации, а следовательно и рост габаритов машин, ставит перед строителем и проектировщиком ангаров задачу получения такой конструкции перекрытия, которая обеспечивала бы возможность ввода и вывода машин значительных размахов.
В разрешении этой задачи можно итти двумя направлениями:
1. 	Производить ввод и вывод машин боковиком, для чего необходимо устройство особых механических установок: тележек, направляю-
План крыша
План анеара
Рис. 34. Схема ангара.
щих путей и проч. При этом способе ввода и вывода затруднений в вопросе перекрытия ангаров не будет, так как длина самолетов по сравнению с их размахом всегда значительно меньше, а также и рост длины самолетов идет не пропорционально росту размаха.
2. 	Изыскать новые виды конструкций перекрытий, обеспечивающие при различных материалах (металл, дерево и железобетон) осуществление перекрытий больших пролетов. При этом такие конструкции должны отвечать всем требованиям устойчивости, прочности сооружения, а также и специальным требованиям, предъявляемым к ангару, и в то же время быть рациональными и экономически выгодными.
Что касается разрешения вопроса в первом направлении, то рядом лиц было предложено довольно много решений ввода и вывода самолетов из ангаров боковиком в виде применения особых тележек на рель-


совых путях. М. Бейер-Дезимон предложил проект ангара с вводом самолетов больших размеров боковиком. Рядом других лиц были предло¬
жены различные конструкции тележек. Но нужно сказать, что такой способ ввода и вывода самолетов развития и применения не получил*
еэ
Рис. 36. Промежуточная и нормальная фермы.


Что касается применения самолетов со складывающимися крыльями, то даже и для машин средних размеров это является весьма редким исключением; поэтому, не отбрасывая совершенно такое разрешение вопроса, нужно сказать, что на ближайшие годы развития авиации искать разрешения вопроса в направлении постановки на эксплоатацию линии машин со складывающимися крыльями не приходится.
Для нашей авиации проблема строительства ангаров больших пролетов, свободных от промежуточных опор, имеет актуальное значение, ибо по решению партии и правительства мы в ближайшее время будем
Рис. 37. Ангар с открытыми воротами (внутренний вид).
иметь эскадрилью гигантских самолетов типа „Максим Горький14;, размах такого самолета составляет 63 м, и следовательно, свободный пролет для него должен быть около 70 м.
В плоскости разрешения вопроса по второму направлению у нас в СССР и в ряде капиталистических стран (США, Франция) были запроектированы и осуществлены в течение последних лет новые типы конструкций перекрытия больших пролетов - ангаров.
Рассматривая очертания самолета или гидросамолета любого типа, легко установить, что при вводе или выводе машины из ангара представляет сложность только проход через воротные проемы плоскостей самолета, все остальные его части (фюзеляж, стабилизатор), будучи в несколько раз короче, требуют для своего прохода небольшого пространства.
Вторым моментом, обусловливающим возможность применения перекрытия иного типа, отличного от предыдущих, является условие ввода машины в ангар. При прямом вводе машины в ангар возможны два спороба: а) мотором вперед или б) хвостом вперед. При вводе 70


мотором вперед необходимо обеспечить в ангаре по всей его глубине (как минимум, длина самолета плюс зазоры) свободное пространство от внутренних опор, т. е. на всем протяжении глубины ангара и во всей ширине воротного отверстия какие-либо опоры должны отсутствовать. При втором способе (который, с точки зрения эксплоатационных, а особенно военных требований, является более правильным и обязательным)
сохранение по всей глубине ангара ширины. воротного проема, незанятого внутренними опорами, не является обязательным, ибо, как было замечено выше, ширина хвостового оперения и фюзеляжа значительно меньше, чем размах крыльев.
Таким образом, при втором способе ввода внутри ангара можно расставить некоторые опоры несущей конструкции перекрытия, обеспе-
71


чив между ними требуемое расстояние в зависимости от типа машины и типа планировки.
Высказанные выше соображения и лежат в основе консольного типа перекрытия ангара, причем оно может быть:
1) одноконсольным (консоли перекрытия обращены в одну сторону);
2) двухконсольным (консоли обращены в обе стороны ангара) и
3) одноконсольным с переменным направлением консолей (комбинация первого и второго типов).
В качестве примера одноконсольного ангара можно указать на железобетонный ангар, построенный во Франции (рис. 38).
Ангар в плане имеет размеры 103,7 X 27,4 м, высоту в чистоте воротного проема 9,15 м. По длинной стороне ангара в плоскости
конца консоли имеются раздвижные ворота. Вынос консоли равен 18,3 м. От центра опоры до наружной плоскости глухой (противоположной воротам) стены расстояние 9,15 м. Расстояние между консолями 7,4 м.
Между центрами опор двух крайних пролетов с каждой стороны принято расстояние 22,21 м (в каждом из этих пролетов расположено по две промежуточных консоли), между средними опорами расстояние равно 14,78 м (одна промежуточная консоль). Размер пролета для убежища ворот по ширине равен 10,065 м.
Перекрытие ангара (кровля) осуществлено в виде сводов, опирающихся на консоли с приданием им небольшого уклона в сторону глухой стены ангара. Из чертежа видно, что поперечное сечение ангара представляет собой консольную балку на двух опорах, из которых крайняя расположена в плоскости глухой стены и таким образом является не только опорой для несущей конструкции перекрытия, но и опорой для стенного заполнения; вторая опора, расположенная внутри ангара, поддерживает на себе консоль, идущую в ее плоскости; кроме того, на
72


нее опирается балка, идущая вдоль ангара (в* плоскости всех внутренних опор). На последнюю же (балку) опираются все промежуточные кон» сольные балки.
В качестве второго примера подобного решения конструкции пере» крытия, но более смелого и представляющего большое достижение в области железобетонного ангарного строительства, следует указать на двухконсольный ангар, получивший название ангара типа „Како“ (Caquot), построенный в аэропорту Лион-Брон.
Общий вид ангара с открытыми воротами достаточно наглядно пред» ставлен на рис. 39.
Инженер Како предложил этот тип ангара, назвав его: „ангар с подвешенной консолью“.
Этот ангар состоит из центральной несущей рамы, усиленной сводчатым заполнением внутри, поддерживающей с двух сторон большие подвешенные консоли выносом каждая по 19,65 м. Общая глубина ангара 50,0 м. Расстояние между осями стоек рамы 10,70 м. Длина ангара — 40 м, причем ангар делится на два пролета по 20 м каждый.
Рис. 40. Поперечный разрез по двум плоскостям ангара.
Высота в свету у краев консоли 8,28 м, высота же у корня консоли равна 5,149 м. Последнее обстоятельство дало возможность значительно уменьшить кубатуру внутреннего помещения, в то время как в других системах перекрытия получается довольно большой объем, заключающийся между внутренней поверхностью кровли и горизонтальной плоскостью, проходящей через надворотную балку, не могущий быть использованным, а в то же время требующий значительной части расходов из общей суммы по отоплению ангара. Кроме того, такое решение дало возможность снизить общую высоту ангара, что является одним из основных требований, предъявляемых к ангару и, таким образом, улучшить вопрос подхода к аэродрому. В данном ангаре края консолей осуществлены таким образом, что к ним прикреплены верхние направляющие рельсы для отбойных роликов раздвижных ворот (рис. 40).
Покрытие (кровля) осуществлено из сводов толщиной 5 см, пролетом 6,66 м и стрелой подъема 0,63 м. Для погашения распора в них установлены затяжки. Такая система в целом дает вполне достаточную жесткость в продольном направлении ангара.
Своды, соединяясь попарно у нижнего пояса консоли, образуют как бы балку V-образного сечения большого момента сопротивления.
Сама консоль подвешивается к центральной раме с помощью железобетонных подвесов, которые по три веером расходятся от каждого верхнего узла рамы (рис. 41).
73


Как было отмечено, кровля образована сводчатым покрытием между консолями, в которых проложены световые полосы, видные на рис. 39 и 41. По верхнему поясу консоли никакого покрытия не сделано и поэтому вся конструкция консоли обнажена.
В месте примыкания сводов консолей к центральной раме своды срезаны плитой под углом таким образом, что образуется широкий продольный жолоб для отвода воды (см. рис. 40). Центральная несущая рама состоит из нижнего, расположенного на 5,149 м от уровня пола, ригеля, опертого на две вертикальные стойки. На эти же стойки уложены фермы пролетом 20 м, состоящие из двух горизонтальных поясов, нижнего и верхнего, идущих вдоль ангара. Пояса связаны между собой двумя промежуточными вертикальными стойками, разделяющими пролет
Рис. 41. Узлы консольной фермы, поддерживающей кровлю.
в 20 м на три отсека, соответственно расположению консолей. Крайние отсеки имеют диагонали, связывающие основные стойки с промежуточными.
§ Вся эта продольная ферма ангара покоится на трех опорах—одной центральной и двух боковых.
Подобного рода ангар, несколько ранее, чем описываемый, был построен в США Фордом, причем в качестве материала несущей конструкции был применен металл.
Наконец, в части консольных типов ангаров следует указать на одноконсольный ангар с переменным направлением консолей то в одну, то в противоположную сторону. Это решение удобно для временных деревянных ангаров в виде одноконсольной системы с расположением ворот с двух сторон ангара при смещенном положении их йруг относительно друга (рис. 42).
Самолеты располагаются в ангаре моторами к воротам и хвостами друг к другу, в соответствии со II типом планировки. Ширина каждого воротного проема. соответствует типу самолета. Длина ангара, так же,
74


как и во всех предыдущих консольных типах, не ограничена и находится в зависимости от эксплоатационных требований и территориальных возможностей. Несущее перекрытие представляет собой стропильную конструкцию одноконсольного типа с выносом консоли в 5 му а в некоторых— 6 м. Ворота такого ангара были осуществлены подвесные, складывающегося типа. План и поперечный разрез ангара ясны из рис. 42. В дальнейшем эта конструкция ангара была видоизменена и еще более упрощена за счет изменения размеров, в сторону их увеличения (глубина ангара 12 м, расстояние между консолями 5 и 6 м), и отбрасывания некоторых деталей (раскос, идущий от центра опорной стойки стропильного перекрытия к убежищу ворот).
Нужно заметить, что вся конструкция такого ангара является чрезвычайно простой, не требующей применения квалифицированной рабо-
Аореречныи разрез
Рис. 42. Деревянный временный ангар с одноконсольными стропильными фермами.
чей силы (а следовательно, пригодна для временных ангаров) и недорогой. Недостатком ее при применении дерева для несущей конструкции является появление больших деформаций.
В заключение этой главы необходимо указать еще на одно направление в осуществлении перекрытий больших пролетов ангаров. Это направление заключается в применении для перекрытия сводов-оболочек различных типов (крестовые своды, решетчатые своды, Сплошные своды с кривизной в одном направлении, коноиды 3-го порядка, сферические бочарные своды и т. д.) и купольных перекрытий.
Ангары типа сводов-оболочек, осуществленные в виде деревянной конструкции, получили довольно значительное распространение. Не имея возможности из-за ряда соображений, в том числе из-за отсутствия на сегодня какого-либо систематизированного материала, осветить этот вопрос более подробно, нужно отметить, что у нас в СССР в этой области имеются значительные достижения. Среди осуществленных ангаров с перекрытием в виде сводов-оболочек мы имеем анга{), перекрывающий пролет в 100 м, свободный от всяких опор. Этот свод-оболочка осуществлен из дерева. В заграничной практике встречаются перекрытия в виде тонких самонесущих, с очень малым
75


подъемом, железобетонных Сводов в форме гиперболического параболоида, поддерживаемых минимальным числом опор.
14. 	Несущая конструкция перекрытий.
В ангарах, так же, как и в других промышленных зданиях, верхнее перекрытие состоит из несущей конструкции и из ограждающей оболочки. Однако в некоторых конструкциях не всегда возможно провести грань между несущей конструкцией перекрытия и ограждающей оболочкой или между несущей конструкцией перекрытия и опорами. В качестве примеров, характеризующих первое положение, можно указать на своды-оболочки, ребристые железобетонные своды, сетчатые своды (Цолин- гера, Юнкерса), свод Шухова-Брода и др. Для второго положения характерными являются рамные и арочные конструкции перекрытия, опирающиеся на фундаменты.
Все несущие конструкции перекрытия ангаров можно подразделить на следующие типы:
а) стропильно-балочные фермы;
б) рамы и рамные фермы;
в) арки и арочные фермы;
г) пространственные системы (своды-оболочки, сетчатые своды, гладкие, волнообразные и т. д.).
При проектировании несущей конструкции перекрытия, помимо удовлетворения перечисленным выше основным требованиям, предъявляемым к ангарам вообще, и требованиям, предъявляемым при выборе типа, схемы и материала конструкции перекрытия, должно быть предусмотрено следующее:
1. Правильное назначение расстояния между фермами и распределение опор. При решении этого вопроса решающими являются пролет ангара и планировка самолетов. Большие расстояния между фермами иногда могут потребовать постановки спаренных (двойных) ферм и решетчатых прогонов.
В каждом конкретном случае необходимо подсчитать, что выгоднее: легкие фермы с более частыми опорами или более тяжелые фермы с меньшим количеством опор.
2. Возможное уменьшение высоты ферм. Это требование определяется не только условиями полосы подходов аэродрома, но и тем, что при меньшем объеме сооружения сокращаются расходы по отоплению ангара. Меньшая высота ферм позволяет уменьшить площадь заполнения ограждающей поверхности фронтонов.
3. Устройство более плоских крыш. Благодаря этому уменьшается положительная (направленная внутрь здания) ветровая нагрузка на кровлю, а следовательно, и на несущую конструкцию перекрытия, кроме того, плоские крыши доступнее при производстве ремонтных работ и уборке снега.
4. При слабых грунтах и низких допускаемых давлениях легкая конструкция перекрытия всегда более желательна; статически неопределимые системы (рамы, арки) в этом случае являются недостаточно рациональными из-за податливости основания.
5. В случае недостаточной освещенности ангара -со стороны стен
76


и ворот (например, при большой площади ангара и невыгодных соотношениях сторон ангара — большая ширина ангара по фронту при сравнительно небольшой глубине ангара), конструкция ферм или несущего перекрытия ангара должна давать возможность наиболее простого решения по устройству световых фонарей. С этой точки зрения удобной является полигональная ферма (одна из наиболее распространенных ферм покрытий), дающая возможность бокового освещения ангара.
6. 	Соответствие общему архитектурному оформлению. Несмотря на то, что утилитарные цели в ангарах имеют преобладающее значение по отношению к эстетическим, все же, в пределах имеющихся возможностей, архитектурное оформление ангара должно отвечать требованиям и стилю общего оформления аэропорта или гидропорта.
Следует заметить, что на эту сторону вопроса обращают еще недостаточно внимания. ^
Двадцатилетняя с лишком практика строительства ангаров в СССР и капиталистических странах дает возможность свести все несущие конструкции перекрытия ангаров к девяти схемам расположения несущей конструкции, их формам внешних очертаний и типам конструкций (табл. 12).
Схема № 1 (табл. 12) планового расположения несущей конструкции перекрытия является наиболее простым и многообразным способом перекрытия площади ангаров, позволяющим применить различные материалы и типы несущей конструкции перекрытия, перечисленные в начале этой главы. Данное решение удобно, является наиболее распространенным для одно- или двухворотных ангаров, с расположением ворот по короткой стороне, и представляет возможность дальнейшего развития ангара путем добавления ферм или продолжения покрытия в его глубину.
Для деревянных ангаров наиболее применимой и в то же время легкой является сегментная ферма (№ 3) с переменным направлением раскосов под руберойдную, толевую, железную и тому подобные кровли. Такая ферма для своей сборки и установки не требует применения высококвалифицированной силы, требует немного материала, примерно около 0,02 м3 древесины и 2,4 кг железа на 1 м2 перекрытия, и дает меньшую кубатуру здания при той же высоте до нижнего пояса, что и другие фермы, и при очертании по окружности дает экономию на кладке стен, так как в этом случае не требуется выведения стены на высоту фермы. Фермы № 1 и 2 также довольно распространены для перекрытий ангаров небольших и средних пролетов. Весьма удобными, особенно со стороны производства работ, являются свод Шухова-Брода и кружально-сетчатый свод системы Цольбау. Последний имеет следующие характерные особенности:
а) стандартность элементов и возможность их заготовки заводским путем;
б) компактность и портативность элементов;
в) простота, легкость и быстрота сборки;
г) значительная экономия лесного материала (1 вагон косяков даст возможность перекрыть от 600 до 1500 м2)\
д) разборность конструкции;
е) легкая заменяемость отдельных элементов;
ж) отсутствие ветровых связей, в то время как в балочных и рамных системах устройство ветровых связей является обязательным.
77


Т а б л и
SC
к
сх
о
Схема расположения
Форма внешнего очер-
Тип конструкции
с
несущей конструкции
о
с
перекрытия
тания перекрытия
*
Балочные, статически определимые фермы на стойках или сплошных стенах — полигональные, сегментные (очерченные по дуге круга — деревянные, или по параболе — железобетонные)
Арочные, статически определимые фермы—решетчатые (металл, дерево), сплошного сечения (металл, дерево), опирающиеся на фундаменты
То же круглого очертания из сегментных ферм, опирающихся на стойки или стены
€
Арочная решетчатая ферма с затяжкой, статически неопределимая, опирающаяся на фундаменты
Арка сплошного сечения, опирающаяся на стойки или стены с затяжкой или без нее (применяется в железобетоне, металле, реже в дереве)
ч>.
S
Рама трехшарнирная решетчатого или сплошного сечения, опирающаяся на фундаменты (применяется в дереве и металле)
Рама двухшарнирная сплошного сечения (статически неопределимая), опирающаяся на фундаменты (применяется в дереве, металле и железобетоне)
Кружально-сетчатый свод Цольбау (деревянный), Юнкерса (металлический) на сплошных стенах или каркасных (при небольшой стреле подъема), или опирающийся на фундаменты (при большой стреле подъема)
а
Двойной гнутый деревянный свод Шухова-Брода на сплошных или каркасных стенах
78


ца 12
i
Пролеты (в м) и отношение стрелы подъема к пролету
Для металла
Л :/
До 80
25
1_
5
_1_
7
Для дерева
h : I
12
_1_
8
До 40
40
Для железобетона
h : I
До 55
Примечание
Применимо для планировок I, II, III и IV типов (последний мало желателен)
Для деревянных ангаров в данное время наибольшее применение имеет сегментная ферма с переменным направлением раскосов
. 60
_1_
3
1_
3
„ 75
15 : 25
, 60
3
„ 55
I -i_i.
5 : 8
_1_
3
35—40
J 1_
2 : 3
* 40
1 _1
2 1 3
30-35
4 ! 3
25
1,^.1
2 ’ 3
до 40
25
1_л_2
3 : 8
В США пролеты сводов Цольбау доходят до 50 м при цельных косяках. При составных косяках пролеты могут быть увеличены
. 30
_1_
3,5
5
79


Схема расположения
несущей конструкции
перекрытия
Форма внешнего очер¬
тания перекрытия
Тип конструкции
Ангар одноворотный
*-ТТ
При а<Ь
—о
I
$
> ^
1*
Ь (
> :>
Ангар двухворотный
Тюбовоя ферма
J.
Лобовые фермы ?! I
*к к
Поперечные фермы
г L
х
Трехшарнирная арка или арочная ферма с решетчатым заполнением различного вида, опирающаяся на стойки (без затяжки)
Решетчатая балочная ферма с параллельными поясами, опирающаяся на стенки
Решетчатая балочная ферма с наклонным верхним поясом, опирающаяся на стойки
Решетчатая двухшарнирная рама с параллельными поясами на фундаментах
Решетчатая двухшарнирная рама с наклонным верхним поясом на фундаментах
Решетчатая ферма, опирающаяся на лобовую ферму (1) и на колонны противоположной воротам стены
Решетчатая ферма, опирающаяся на лобовую ферму (2) и на колонны противоположной воротам стены, причем фермы имеют различную высоту
Решетчатая полурама, опирающаяся на лобовую ферму (3) и на фундамент
Решетчатая полурама, опирающаяся на лобовую ферму (4) и на фундамент. Фермы имеют переменную высоту
Лобовая ферма аналогична № 2 и 4 одноворотного типа
Поперечная ферма аналогична № 2 одноворотного типа
.!


Продолжение
Пролеты (в ,«) и
отношение стрелы подъема к пролету
Для ме j алла |
Для дерева
Для железобетона
/
*:/ :
/ j h \ 1
l
h-1
До 50
1 . 1 7 * 6
!
|
1
1
1
1
l
. 65
i , 1 '8 : 12
< 30 i 1Г |-
О
ОО
1 . 1 8 ' 12
<«»iw
I
ОО
О
1 , 1 10 : 12
1
1
!
О
ОО
1 . 1 Й) ’ 12
i
i i ! :
1
1
«
СЛ
о
1 , 1 Ь : 8
! j
■ До 25 ' -4- \- ' м '0 7 l
i ,
i
i
]
i
t ]
1
i
То же
То же
i To же < To ж:
|
i
j
\ \ ! j
! !
Примечание
Применимо для планировок I, II, III и VI типов
Применимо для планировок I, II, III и VI типов
^ А. Л. Безвиконный 437
81


>>
ж
в*
№
О.
О
С
о
с
2
Схема расположения несущей конструкции перекрытия
Форма внешнего очертания перекрытия
ип конструкции
I
грь С <■ t гЮбобо* фврпО
п
Г Г?
? ПрспезкитУ
II
Ь. продопЬнЫЛ
Li
Ц> фер»* J
Добобслферме
Лобовая ферма аналогична № 1 и 3 одноворотного типа. То же самое и для промежуточных продольных ферм. Поперечная ферма аналогична № 2 одноворотного типа, с той лишь разницей, что все они имеют одинаковую высоту. На поперечных фермах лежат ложные стропила для поддержания кровли
4
Продольная ферма Ангар одноворот- или балка ный при значительных b и малых а ' L-_
Продольная ферма с параллельными поясами, опирающаяся на стойки с различного рода решетчатым заполнением (металл), или фермы Вирснделя, или же треугольная решетка (железобетон)
ШИ
Поперечные (А)
Неразрезная или разрезная балка, опирающаяся на стойки сплошного сечения (железобетон, металл)
Консольная поперечная ферма с решетчатым заполнением (металл и дерево) на двух опорах (опирающихся на продольные фермы)
Железобетонная консольная балка или ферма на двух опорах (опирающихся на продольную ферму) со свод- чпыч заполнением между ними (балками)
Поперечные (Б)
' Т1
Рамная конструкция с одной консолью сплошного сечения (железобетон, металл) или решетчатая (металл) с шарнирной опорой или сплошной заделкой
5
Ангар двухворотный при значительных b
Продольная ферма или балка (в зависимости от расстояния между опорами) аналогично № 1 и 2 одноворотного ангара
Поперечные f вййОВаь
Металлическая решетчатая двухконсольная ферма, опирающаяся на столбы, а в промежутках между ними на продольные фермы
1 Понимается пролет между виутренними опорами. 3 Вынос консоли.
Я2


Продолжение
Пролеты (в м) и отношение стрелы подъема к пролету
Для металла
Для дерева
Для железобетона
Примечание^
l h : l l h:l l h : l
Применимо для планировок I, II и VI типов
До 401
1 _^_1_ 8 ' 12
До 25
1_л_1
8 ! 7
До 25
\ _1_
8 1 7
15
_1_
12
10—12
8 * 12
. 20
5
6
12
]_
4
До 20
Указанные величины в >графе для / понимаются как I вынос консоли
Применимо для планировок I, II, III и VI типов
. 202


Схема расположения
несущей конструкции
перекрытия
Форма внешнего очер
гания перекрытия
Гнп конструкции
бортовой болно
It
II
Свод обола >Jfo
§
Воото-5-j- ‘зпка
*5 ^
Поперечн. сечение
Ангар со смещенным расположением ворот в обеих его наиболее длинных сторонах
То же, что и выше, но только железобетонная с задранным вверх нижним поясом, так называемая подвешенная консоль
Свод-оболочка цилиндрической поверхности, опирающийся на торцевые стены без продольного опирания, состоящий из собственно оболочки, торцевых стен и бортовых элементов. Применяется в дереве, реже в железобетоне и металле
Продольная ферма отсутствует Поперечная ферма
1—4
"Г
у
Ь- п
.л
1
to ^ S3
sa!
'[
tl
-—i If
b* nit-1n-i/S
Ангар четырехворотный квадратной формы
! «*
j
* * Приа*Ъ
Лобовая ферма
< L
лобовая ферма
Поперечная ферма
Стропильные фермы с односторонней консолью, с чередованием консолей то в о;ну, то в противоположную сторону. Применяется в дереве
Решетчатая ферма с параллельными поясами, опирающаяся на колонны
Решетчатая ферма с ломаным верхним поясом, опирающаяся на колонны
Решетчатая ферма, опирающаяся на лобовую ферму (1), при этом все фермы одного размера
Решетчатая ферма, опирающаяся на лобовую ферму (2), при этом высота ферм различная
1 Вынос консоли.
2 В данное время имеются осуществленные своды шириной до 50 м и состоять из нескольких волн.
84


Продолжение
Пролеты (в м) и отношение стрелы подъема к пролету
Для металла
I
Л : I
Для дерева
h : /
Для железобетона
h : /
До 80 2
До 201
Примечание
i
I
1_
‘3
Применимо для планировки II типа Здесь: п—количество самолетов; 1Х—размах самолета плюс необходимые зазоры; S и S + k — расстояние между фермами, зависящее от типа самолета
До 40
б 1 8
Применимо для планировок V типа
. 40
J ^ 1_
6 : 8
. 40
6 ’ 8
. 0
1
Ъ : 8
При расположении опорных колонн только по 4 углам ангара (промежуточные колонны отсутствуют) решение формы внешнего очертания перекрытия и типа конструкции его остается тем, что и данное. При этом планировка будет крестообразной
I
длиной до 100 м, причем оболочка снабжается ребрами. Перекрытие может
85


Схема расположения
несущей конструкции
перекрытия
Форма внешнего очер¬
тания перекрытия
Тип конструкции
8
Ангар четырехворотный прямоугольной формы
Продольная ферма
f «ту
6
СЗод-одоЛа*«С
Поперечная ферма
Г~~1
Решетчатая ферма с параллельными поясами, с одной или двумя, или же с несколькими опорами внутри ангара в зависимости от емкости ангара (количеством самолетов) и планировки самолетов, опирающаяся по концам на лобовые фермы. Применяется в металле
Аналогична лобовой ферме, но облегченная, консольного типа с опорами посредине. Верхний пояс ломаный. Ферма имеет решетчатое заполнение и применяется в металле
Аналогично ангару двухворотному (№ 5) с той лишь разницей, что торцевые стены отсутствуют, а свод опирается на мощные торцевые рамы. Применяется в дереве и в железобетоне
9
Ангар трехворотный
Лобовая ферма и поперечная ферма аналогичны № 1, 2 и 3 одноворотного ангара (№ 2 по порядку).
1 Понимается пролет между наружной и внутренней опорами.
86


Продолжение
Пролеты (в м) и отношение стрелы подъема к пролету
Для металла
Для дерева
Для железобетона
1 ! Л : 1
\
/ j h: l
1
h : 1
t
Примечание
I
До 401
6 * "8
. 20
1 J_ j
5 6 !
| Применимо для планиро- ! вок различных типов и сме- | шанных комбинаций
!
Применимо для планиро- в >к IV тина
87


Эти два вида несущей конструкции перекрытия ангаров применяются для небольших пролетов ангаров.
Свод Шухова-Брода обладает еще следующими преимуществами:
1) 	для его изготовления можно применять сырой лес, тем более что сырые доски лучше гнутся; 2) для сооружения свода не требуется участия высококвалифицированных рабочих; 3) легкость отепления (укладка отеплителя между верхним и нижним настилами): 4) использование сплошного настила на 100°/0; 5) отсутствие прогонов и связей жесткости.
Недостатки описанных выше двух систем перекрытий это — приме нение их только для небольших пролетов в ангарах и недостаточная жесткость, особенно дающая себя чувствовать при устройстве ворот и кранового оборудования, и обнаруженная за последнее время ползучесть гвоздевых соединений.
Для металлических (стальных) ангаров по данной схеме наиболее экономными в расходовании материала являются перекрытия двух- и трехшарнирными арочными фермами (№ 4 и 6), дающими возможность перекрывать значительные пролеты.
Недостатком арочных перекрытий, опирающихся на фундаменты, является наличие мертвого пространства внизу ангара вдоль линии опор, которое для расстановки самолетов совершенно не может быть использовано и только частично может служить для складывания деталей и размещения оборудования.
Для железобетонных ангаров наиболее удобным и распространенным типом конструкции является тип № 3, получивший широкое применение во Франции в виде:
а) фермы с параболическим верхним поясом, стойками и затяжкой с опиранием на железобетонные стойки;
б) тонкостенного свода с затяжкой и треугольно-решетчатой фермой, служащей для поддержания свода;
в) арки параболического очертания и т. п.
Перекрытие ангаров железобетонной конструкцией рамного типа (№ 9) возможно для небольших пролетов, так как при увеличении пролетов рамы собственный вес ее начинает доминировать и наступает такой момент, когда конструкция работает почти целиком на восприня- тие усилий только от действия собственного веса.
Схемы № 2, 3 и 9 стали наиболее широко применяться в последние годы в строительстве постоянных, капитальных ангаров для хранения, обслуживания и ремонта крупных самолетов. Как видно из табл. 12, при таком решении схемы расположения несущей конструкции перекрытия ангары можно устраивать одно-, двух- и трехворотные. Ангары такого типа осуществляются преимущественно из металла. Типичным перекрытием ангара большого пролета является схема № 2, с лобовой фермой № 1 и односкатной поперечной фермой № 1. Для крупных пролетов следует рекомендовать рамный тип. (лобовая ферма № 3 и 4, поперечная ферма № 3 и 4).
Достоинством таких систем перекрытия, как было указано выше (в главе IV, § 13), является экономия в металле и, кроме того, отсутствие необходимости в устройстве горизонтальной ветровой фермы, простота конструкции и хороший отвод воды с кровли ангара.
88 '


Схема № 4 лае г решение перекрытия ангаров, у которых глубина, ангара по отношению к его ширине является незначительной. Тип перекрытия подобного рода был осуществлен во Франции (из железобетона) с выносом консоли в 18,3 м ив Германии (из дерева) — с 12-м консолью. Достоинства такого решения — неограниченная возможность расширения, хорошая освещенность ангара, большой процент (100°/о) вывода самолетов^ недостатки — возможность больших прогибов на концах консолей, и, слэдовательно, вытекающие отсюда требования придания большой жесткости консоли и некоторая затруднительность в устройстве ворот в силу их значительной протяженности и необходимости укрытия створок при открывании ангара.
Рис. 43. Ангар в аэропорту Бербенк (внешний вид).
Схема № 5 дает одно из основных решений в применении двухконсольного типа перекрытия из металла и железобетона, позволяющего преодЪлеть значительную часть трудностей, которые возникают при проектировании крупных ангаров с большими пролетами.
Принцип, применяемый в настоящее время, заключается в основном в том, что с двух наибольших сторон ангара устраиваются ворота, причем в глубине ангара параллельно воротам проходят мощные балки или балочные фермы, которые поддерживают поперечные консольные фермы.
Таким образом, в плоскости ворот на всей протяженности ангара нет ни одной промежуточной опоры и, кроме того, значительно упрощается вопрос с устройством фронтона. В случае, если прглеты продольных главных балок оказываются слишком большими, при помощи установки промежуточных опор можно уменьшиib пролет, разделив его на две части или более. Поскольку эти промежуточные опоры устанавливаются в глубине ангара на определенном расстоянии от плоскости ворот, достаточном для самого крупного самолета, постольку они не будут мешать проходу и установке самолета на место.
По такому принципу в США в аэропортах Бербенк и Дирборн (аэропорт Форда) были осуществлены металлические ангары.
Ангар в аэропорту Бербенк имеет двое ворот, каждые длиною- 91,4 м. Эти ворота замечательны еше тем, что при открывании поднимаются вверх, поворачиваясь вокруг горизонтальной верхней оси. Наружный вид ангара с поднятыми воротами по всему пролету изображен на рис. 43. Внутренний вид ангара (также с поднятыми воротами) хороша виден на рис. 44.
89


Две главные балки, делящие ангар на три продольных отсека, поа- держивают кровлю посредством двухконсольных ферм. В свою очередь, эти главные балки поддерживаются двумя внутренними столбами. Вылет каждой консоли равен, примерно, 18 м. Вся поперечная ферма имеет в длину, приблизительно, 75 м. В результате получается ангар, размеры которого составляют 94,4 X 75,5 м. Попутно, чтобы не возвращаться к характеристике этого гигантского ангара, следует отметить, что освещение ангара естественным светом происходит через остекление в воротах и почти целиком застекленные стены и световые полосы над воротами. Верхнего света нет. Крыша сделана из ребристой листовой стали с отеплением слоистым войлоком.
Рис. 44. Ангар в аэропорту Бербенк (внутренний вид).
Подобный же принцип перекрытия применим и в железобетонном ангаре типа „Како“, о котором мы упоминали выше.
Другим принципом перекрытия больших пролетов является перекрытие площади ангара сводом-оболочкой (с*ема № 5-Б), причем в настоящее время имеются ангары, перекрытые цилиндрическим сводом-оболочкой, у которых воротное отверстие имеет свободный от каких-либо опор пролет, равный 100 м.
Не вдаваясь в подробности описания конструкции свода-оболочки, которые приводятся в специальных курсах, следует указать, что наряду с положительными качествами этой конструкции, получившей за последнее время в строительстве различных сооружений большое развитие, некоторым недостатком ее в ангаростроении является наличие большого бесполезного объема, с одной стороны, не могущего быть использованным, и, с другой стороны, увеличивающего высоту ангара.
Схема № 6, обоснованная на планировке самолетов по И типу и получившая распространение дает решение для временных деревян¬
90


ных ангаров малой глубины и небольщих пролетов ворот. Преимущества и недостатки этого типа описаны выше (глава IV, § 13).
Схемы № 7 и 8 особенно широкого распространения в ангарострое- нии не получили. Обе эти схемы дают решение для четырехворотных ангаров-стоянок. Недостатком схемы № 7 является то, что конструкция перекрытия получается тяжелой, четыре угловых опоры и фундаменты под ними должны быть особенно прочны и устойчивы. Из-за наличия ворот во всех его четырех сторонах ангар получается холодным, и отопление его требует значительных расходов, вследствие чего стоимость ангара возрастает, а устройство ворот и убежищ для них усложняет конструкцию перекрытия. Преимуществом такого типа ангара является 100-процентный вывод самолетов и хороший коэфициент использования площади. Осуществляется этот ангар в металле; при его проектирова-
Рис. 45. Внутренний вид ангара в Лос-Анжелосе.
нии нужно особое задание, соответствующее условиям планировки аэродромного двора.
Случаи осуществления расположения несущей конструкции перекрытия по схеме № 8 единичны, так как в основном замечания, относящиеся к схеме N® 7, остаются в силе и для схемы № 8. Путем упразднения торцевых стен, указанных в схеме № 5-А, и замены их лобовыми поперечными фермами можно получить данное решение.
В заключение необходимо отметить, что в приведенной табл. 12 не указана еще одна очень оригинальная схема расположения несущей конструкции ангара-мастерской (пропускника), построенного в г. Лос-Анже- лосе (см. рис. 18). Этот ангар имеет правильную шестиугольную форму, состоящую из шести равновеликих и правильных треугольников. Каждая из шести наружных сторон ангара равна 43,6 м. Конструкция перекрытия состоит из шести мощных лобовых ферм и такого же количества,
91


но меньшего размера, тыловых ферм, связанных между собой радиально идущими фермами, имеющими изломанный верхний пояс. Вид изнутри ангара представлен на рис. 45.
Лобовые и тыловые фермы имеют прямоугольное очертание и покоятся каждая на двух опорах. На рис, 46 изображен наружный вид ангара с открытыми воротами.
рис. 46. Наружный вид ангара в Лос-Анжелосе с открытыми воротами.
15. 	Общие понятия о расчете и конструкции перекрытия.
В настоящем параграфе будут приведены только общие сведения о расчете несущей конструкции перекрытия и освещены некоторые конструктивные элементы, связанные с вопросами расчета.
Как ни велико разнообразие систем, применяемых в ангаростроепии для поддержания перекрытий или же для образования скелетов зданий, все же весьма полезно остановиться на их классификации, приняв в основу тот или иной признак. Пользуясь этими признаками и опираясь на закон противоречия, можно получить двухчленное деление.
При современном состоянии теории сооружений в качестве таких объединяющих принципов, на основе которых можно произвести группировку систем, мы, имея в виду исключительно прикладной характер классификации, примем:
1) стуктуру системы, разумея под этим ее образование из отдельных элементов;
2) способы сопряжения системы с опорами (с землей) и
3) способ расчета.
Тогда инженерные конструкции можно подразделить на следующие группы:
а) по первому признаку: на системы сплошные и стержневые;
б) по второму признаку: на системы балочные и арочные;
в) по третьему признаку: на системы статически определимые и статически неопределимые.
В дальнейшем мы ограничимся рассмотрением только плоскостных систем, т. е. таких, у которых все элементы лежат в одной плоскости и в той же плоскости расположены и внешние силы, предполагая, что читателю известны общие приемы расчета сооружений из курсов сопротивления материалов и статики сооружений.
Обращаясь к первому признаку — структуре систем, — мы установили деление на системы сплошные и стержневые, причем последние (будучи более позднего происхождения) появились в противовес первым, как результат повышения эффективности сооружения. Для проведения грани между указанными группами необходимо проанализировать обра¬
92


зование системы из составляющих ее элементов. Тогда можно установить, что в системах мы сталкиваемся, вообще говоря, с элементами двух типов: в виде отдельных неизменяемых частей, непосредственно воспринимающих на себя нагрузку, либо же. в виде стержней, свободных от какого-либо загружения и служащих только для приведения во взаимную связь элементов первого типа или же для прикрепления отдельных точек к системе.
В последующем изложении для краткости мы будем элементы первого типа называть дисками, а элементы второго типа — просто стержнями.
Кроме того, предположим, чго при образовании систем соединение отдельных элементов осуществляется посредством со:ершенных (т~ е. лишенных трения) шарниров. Случай же, когда один элемент присоединяется к другому жестко, отпадает сам собой, так как эти два элемента теряют самостоятельность и представляют собой по существу один диск.
При загружении системы внешними силами характер работы диска и стержня совершенно различный. Так как диски воспринимают нагрузку непосредственно на себя, то внутренние силы в поперечных сечениях их приводятся к паре и силе, приложенной в центре сечения и направленной под углом к плоскости диски Стержень же воспринимает силы, приложенные по концам, проходящие через центры концевых сечений и направленные по осевой линии стержня, иначе было бы невозможно его равновесие. Таким образом диски находятся в условиях сложного сопротивления, работая одновременно на изгиб и центральное усилие, а стержни испытывают только сжатие 1 или растяжение.
Отсюда можно установить определение сплошных и стержневых систем, а именно:
а) сплошной системой называется такая, в сечениях которой могут появляться изгибающие моменты;
б) стержневой системой называется такая, элементы которой совершенно свободны от изгиба.
Таким образом, критерием здесь служит способ воздействия сил, и для стержневой системы должно быть поставлено жесткое условие о передаче сил только в узлах системы (г. е. в точках сопряжения стержней).
На практике имеют широкое применение как сплошные, так и стержневые системы, а кроме того довольно часто встречаются и смешанные системы, где сочетаются диски и стержни. Простейшей сплошной системой является балка, лежащая на опорах; простейшей стержневой системой является треугольник, образованный из трех стержней при условии, что стержни соединяются совершенными шарнирами и внешние силы приложены к вершинам; наконец, простейшую смешанную систему представляет собою криволинейный брус, две точки которого, расположенные в различных сечениях, соединены между собою стержнем и нагрузка действует только на брус (двухшарнирная арка с затяжкой).
Перейдем теперь ко второму принципу классификации—по способу сопряжения с опорами. Из теоретической механики извест.ю, что всякая
i При сжатии необходимо учитывать явление продольного изгиба стержня.
93


плоская неизменяемая фигура обладает тремя степени и и свободы. Отсюда следует, что для прикрепления плоской системы к опорам или к земле необходимо в состав системы ввести не менее трех связей, размещенных к тому же таким образом, чтобы они дейст! ительно уничтожали три степени свободы.
Хотя с точки зрения механики твердого тела при таких условиях система и ее опоры будут представлять собою одно целое, однако, если отойти от абстракции и принять во внимание, что в инженерной практике приходится иметь дело с упругими телами, то можно убедиться, что при наличии только трех связей верхнее строение и опоры сохраняют за собою некоторую относительную свободу.
В качестве примера приведем систему, изображенную на рис. 47.
Если верхнее строение по гой или иной причине деформируется, то, очевидно, точка b может свободно переместиться в горизонтальном направлении и не встретит при этом противодействия опоры. Дело изменится при увеличении числа связей, хотя бы до четырех, как это пока-
Рис. 47. Криволинейный балочный брус.
шштшштшшш
Рис. 48. Двухшарнирная арка.
зано на рис. 48. Здесь смещение точки Ь возможно только при одновременной деформации стержней правой опоры. Таким образом, во втором примере деформации верхнего строения и деформации опор не мо!ут появляться независимо друг от друга.
Следует отметить, что в привед< иных примерах мы умышленно взяли бруски криволинейного очертания, так как прямолинейный брусок при двух неподвижных опорах представил бы собою систему, неприемлемую с точки зрения строительной механики — по той причине, что тогда потенциальная энергия перестает быть однородной функцией второй степени и применимость закона независимости и наложения деформаций отпадает.
После сказанного нетрудно установить определение балочных и арочных систем, а именно:
а) балочной системой называется диск произвольного очертания, опорные точки которого при упругих деформациях верхнего строения могут иметь перемещения, независимые от деформаций опор;
б) арочной системой называется диск криволинейного или ломаного очертания, опорные точки которого, благодаря надлежащему числу связей, не могут иметь самостоятельных и независимых от опор перемещений.
Обратимся к третьему признаку — способу расчета. Разумея под расчетом определение усилий, появляющихся в отдельных этементах системы, мы вправе назвать систему статически определимой, если число неизвестных усилий соответствует числу уравнений статики.
94


Если же число неизвестных превышает число уравнений равновесия, то решение такой системы заставляет нас выйти за пределы статики твердого тела и требует составления дополнительных зависимостей, число которых является характеристикой степени статической неопределимости.
Для выяснения вопроса, является ли данная система статически определимой или неопределимой, представляется весьма полезным опять верну!ься к образованию системы из дисков и сге(жней. Выше мы предположи - и, что отдельные элементы системы (диски или стержни) сопрягаются между собою при помощи совершенных шарниров. Теперь мы введем несколько расширенное понятие о шарнирах, а именно — о многодисковых шарнирах, в зависимости от числа дисков, сопрягающихся друг с другом одним шарниром.
Так, на рис. 49—51 показаны двух-, трех- и четырехдисковые шарниры.
Рис. 49. Двухдисковый шарнир.
Рис. 50. Трех- Рис. 51. Четырехдискодисковый шар- вый шарнир,
нир.
Рис. 52. Схема равновесия трехдискового шарнира.
Рассмотрим равновесие хотя бы трехдискового шарнира. На него будут действовать со сторс ны дисков силы, неизвестные ни по величине,, ни по направлению. Разлагая эти силы по двум произвольно выбранным, направлениям и обозначая эти составляющие через /?/, /?/' для первого диска, через Я2', /?2"—для второго диска и т. д., а кроме того предполагая, что в шарнире может быть приложена еще сила Я, мы получим схему уравновешивающихся сил, изображенную на рис. 52.
Полное число неизвестных сил, сходящихся в данном шарнире, равно- удвоенному числу дисков, т. е. 3*2 — 6. Так как для случая сил, сходящихся в одной точке, мы имеем два уравнения равновесия, то число неизвестных, подлежащих определению для трехлискового шарнира, составит 2*3 — 2 = 4. Точно таким же рассуждением мы убедимся, что для шарнира, где сходятся k дисков, число неизвестных равно:. 2k — 2 = 2(6 — I).
Если обозначить через:
g2 — число двухдисковых шарниров; gs — число трехдисковых шарниров; gk — число ^-дисковых шарниров;
£—число стержней, входящих в состав системы; г—число реактивных стержней, прикрепляющих систему к земле,
95


то полное число неизвестных, подлежащих определению, очевидно, равно:
2 [£%-{- 2£з + 3g4-j-, •. •, {k — l)gk] -f-5 + r* (а)
Посмотрим теперь сколькими уравнениями равновесия мы обладаем, если рассматривать всю систему в целом. Обозначим через т — число дисков в системе, через п — число шарниров, где сходятся только стержни и где воздействия известны по направлению, так как они совпадают с направлением стержней; тогда общее число уравнений равновесия, которое мы имеем в своем распоряжении, равно:
Sftt —|— 2ц. (Ь)
Если суммы (а) и (Ь) равны друг другу, то система статически определима; если же сумма (а) больше суммы (Ь), то система статически неопределима и степень статической неопределимости равна разности сумм (а) и (Ь). Если же, наконец, сумма (а) меньше суммы (Ь), то это свидетельствует о том, что такая система обладает недостаточным числом связей для образования неизменяемого сочленения, представляя собою механизм, а потому недопустима к применению в сооружениях.
Итак, мы имеем следующие условия.
Система статически определима:
2 [g*‘2 “j~ 2^3 “Ь 3^4 “Г I . • • > + (& 1 ) gfc] Ь 5 ~\~ г — “Ь 2ц. (I)
Система статически неопределима:
2[g-2 + 2g-3 + 3^4 + ,...,4-(ft— i)gv]-|-s4 r>3m-f 2я. (Н)
Система геометрически изменяема:
2 [g2 2^3 -f- 3^4 Н~ f • • •»“1“ — 0^*1 “F"5 “Ь г < 3m -|- 2п, (III)
Для примера рассмотрим конструкцию, изображенную на рис. 53.
Здесь число двухдисковых шарниров g\2 = 3; число трехдисковых шарниров g*3=l; число стержней s = 6; число реактивных воздействий
96


г=8; число дисков /я = 6; число стержневых шарниров п = 3. Тогда после подстановки в сумму (а) и (Ь) имеем:
•2 (^2 + 2^з) Jr S+/-= 2 (3 + 2) + 6 + 8 = 24 3/« +2и = 3-6 4-2-3 = 24
и таким образом эта система является статически определимой.
В частном случае, когда система составлена из одних стержней и, стало быть, g2 =Й4 = >• • • >=£* = 0» вышеприведенное условие статической неопределимости приводится к виду:
s-\-r — 2n. (IV)
Наконец, если к тому же система балочная, лежащая на двух опорах, получим:
s = 2п — 3. (V)
Однако следует отметить, что вышеизложенным не исчерпывается полностью установление статической определимости при сложных систе-
Рис. 54.
мах, так как членением на отдельные элементы мы получаем только усилия, передающиеся на диски и стержни. Но диски, взятые сами по себе, могут быть статически неопределимы. Поэтому для полного выяснения необходимо составить суммы (а) и (Ь) для каждого отдельного диска и сопоставить их. При этом, сопоставляя эти суммы, не следует забывать, что выделенный из систему диск представляет собой систему, лишенную трех степеней свободы, а это равносильно тому, что в сумме (а) число реакций должно быть равным трем.
Для примера возвратимся к рис. 53 и предположим, что диск II имеет строение, указанное на рис. 54, тогда:
g2 = 2; 5=8; г — 3; 2g*2-{-s-]-r = 2-2 —(— 8 —J— 3 = 15,
т = 3; п = 3; 3т —(— 2 « = 3 - 3 —|~ 2 • 3 = 15;
следовательно диск II представляет собой статически определимую систему, если только входящие в его состав второстепенные диски тоже статически определимы. Путем последовательной проверки дисков мы и можем окончательно разрешить вопрос о статической определимости или неопределимости сложной системы.
Чтобы покончить с вопросом о статической определимости, нам остается остановиться на так называемых рамных системах, которые заслуживают внимания ввиду значительного распространения их в строительстве, главным образом, в связи с широким применением железобе-
7 А. Л. Безвиконный 437 91


тона. Обычно рамные системы представляют собою однодисковую конструкцию, чаще сплошную, и только в дереве и металле можно встретить рамные системы в виде стержневых дисков. Как исключение, применяются рамные конструкции, состоящие из нескольких дисков в сочетании со стержнями.
В большинстве случаев рамные системы статически неопределимы и для установления степени статической неопределимости мы могли бы использовать вышеприведенные зависимости [см. формулы (I)—-(III)]; однако здесь вопрос решается значительно проще — членением на отдельные замкнутые контуры, что всегда можно сделать за счет включения земли в качестве замыкающего элемента.
Представим себе жесткий диск в виде замкнутого контура произвольного очертания. Нетрудно видеть, что при разомкнутости (рис. 55) он статически определим и мы при любом загружении сумеем определить расчетные усилия в каждом поперечном сечении. Но стоит только зам-
W=0
М=0\ 0=0 N=Q
W — 1 W=2 vv =3
лM=0\Q*0 M*0%Q*r0
fi-й N^O
Рис. 56. Фазы нарастания степени статической неопределимости.
кнуть контур (а для этого нужно совместить сечения тт и пп), как он приобретает тройную статическую неопределимость, так как в месте смыкания появятся неизвестные внутренние силы, приводящие в общем случае к изгибающему моменту Му перерезывающему усилию Q и нормальному усилию N. Вместе с тем отпадает возможность непосредственного вычисления расчетных усилий и во всех остальных сечениях контура. Фазы последовательного нарастания степени статической неопределимости W показаны схематически на рис. 56.
Наличие в контуре одного неподвижного шарнира снижает степень статической его неопределимости на единицу, а наличие подвижного шарнира — на два.
После этого замечания можно установить следующий прием для выяснения степени статической неопределимости рамной системы, состоящей из нескольких замкнутых контуров.
Данную рамную систему следует преобразовать в ряд замкнутых контуров путем замены катучих опор качающимися стержнями и введения земли в качестве замыкающего элемента. Затем подсчитать число образовавшихся замкнутых контуров, число неподвижных и подвижных шарниров. Степень статической неопределимости получится равной
98


утроенному числу контуров, уменьшенному на число неподвижных шарниров и на удвоенное число подвижных. Поясним сказанное несколькими примерами. На рис. 57 показана так называемая эстакадная рама. Обе крайние опоры на катках заменены качающимися стойками,
#)
г———:—: -II
*
^ ^
Рис. 57. Эстакадная рама.
а между неподвижными опорами введены стержни. При этом получились три замкнутых контура, в которых имеется шесть неподвижных шарниров, вследствие чего, согласно сказанному выше, система является трижды статически неопределимой.
а) б)
Рис. 58. Эстакадная рама.
На рис. 58 приведена та же эстакадная рама, левая опора которой неподвижна. Поэтому мы вправе соединить левую опору и ближайшую к ней среднюю опору; в результате опять получим три замкнутых контура, но в этом случае число шарниров равно пяти, а потому степень
а) 6)
статической неопределимости повысилась на единицу и оказалась равной четырем.
На рис. 59 показана ферма Виренделя. Опять, заменяя катучую опору качающейся стойкой, произведя замыкание через землю и подсчитав число образовавшихся замкнутых контуров (5) и число шарниров (3), мы убедимся, что эта система 12-кратно статически неопределима.


ЪУШ
Наконец, на рис. 60 изображена многоэтажная рама. Так как стойки концами заделаны в землю, то после подсчета числа контуров (и ввиду отсутствия шарниров) мы видим, что эта система обладает 15-кратной статической неопределимостью.
В заключение необходимо обратить внимание на то, что одного соблюдения условий статической определимости или неопределимости [согласно формулам (I) и (II)] еще недостаточно для того, чтобы система могла быть допущена на практике. Возможно такое неудачное сочетание элементов, при котором система, несмотря на достаточное или даже избыточное число их, все же оказывается геометрически изменяемой, представляя собой не жесткое образование. Особенно легко впасть в ошибку в том случае, когда мы имеем дело со сложной системой. Для проверки правильности образования системы имеется несколько методов, например: способ составления определителя, способ нулевых нагрузок, способ возмещающего стержня и способ построения критической фигуры. Однако, ко всем этим способам нужно прибегать только тогда, когда мы лишены возможности проследить непосредственно образование системы, исходя из тех со- Рис. 60. Многоэтаж- ображений, что для прикрепления узла к системе ная рама. требуется не менее двух стержней, а для образова¬
ния из двух жестких дисков неизменяемой системы необходима установка между ними трех связей, не пересекающихся своими направлениями в одной точке.
Пример такого неудачного сочетания стержней, в результате которого получилась изменяемая система, приведен на рис. 61. По числу стержней эта система является удовлетворяющей условиям неизменяемости, имея даже один лишний стержень, но если проверить ее образование, хотя бы построением критической фигуры, то легко обнаружить, что по существу эта система — механизм, допускающий смещение узлов без появления усилий в стержнях. Интересно, что эта система приведена у Гольцмана (Holzmann, „Studien Blatter Ange- wandte graphische Statik", 1908) в качестве неизменяемой. Отсюда видно, насколько нужно быть осторожным при системах со сложным сочетанием элементов, чтобы не впасть в ошибку.
Перейдем теперь к методам раснета\ не вдаваясь в подробности, так как этот вопрос детально излагается в курсах статики сооружений, мы ограничимся только некоторыми общими указаниями.
В первую очередь остановимся на стержневых системах, статически определимых и статически неопределимых, как балочных, так и арочных.
100
Рис. 61.


Определение усилий в стержнях фермы в большинстве случаев производится графическим путем при помощи построения диаграммы Кремона или аналитическим путем при помощи способа Риттера. При графическом определении усилий в стержнях следует все же произвести для нескольких стержней проверку правильности определения усилий аналитическим методом. В качестве практического указания следует заметить, что при определении усилий в стержнях фермы от вертикальной нагрузки путем построения диаграммы Кремона целесообразно произво- лить построение диаграммы от загружения фермы единичными силами в узлах, что значительно облегчает графическую и расчетную работу. Определив таким путем усилия в стержнях от единичного, загружения, можно при помощи умножения полученных усилий на соответствующие коэфициенты (определяемые как отношение величины действительной нагрузки, приложенной в узлах, к единице) получить действительные
усилия в стержнях фермы, Ограничившись построением диаграммы только один раз.
Конечно, каждому способу загружения соответствует свой коэфи- циент, который, однако, остается постоянным для всех нагрузок, действующих в узлах системы.
Далее, в части расчета балочной фермы на ветровую нагрузку, следует заметить, что ветровое давление может быть направлено как со стороны подвижной, так и неподвижной опоры. Заранее сказать, какое направление окажется более невыгодным для стержней, нельзя. В силу этого строят две диаграммы Кремона: 1) при ветре справа и 2) при ветре слева. При симметричных фермах эта работа упрощается (см. проф. И. Г. Попов, „Перекрытия", ч. I, изд. ВТА, 1928 г.) тем, что диаграмма полностью строится только для направления ветра со стороны неподвижной опоры. Для определения же усилий от ветра со стороны подвижной опоры достаточно построить вспомогательную диаграмму от силы Н, равной горизонтальной составляющей реакции от ветровой нагрузки (рис. 62). Накладывая друг на друга две схемы загружения, мы заставляем опоры поменяться местами, уничтожаем горизонтальную составляющую в левой опоре и переводим ее тем самым в подвижную, причем ветер оказывается действующим с той же стороны. По принципу независимости действия сил, усилия в стержнях представятся как суммы усилий, вызванных по первой и второй схемам загружения.
101


Трехшарнирная арка является системой внешне статически определимой, благодаря наличию третьего промежуточного шарнира, который дает возможность составить дополнительное уравнение, недостающее для определения реакции в двух неподвижных опорах. Определение реакции можно производить как графическим, так и аналитическим путем. После определения реакций в арочных фермах находят усилия в стержнях при помощи построения диаграммы Кремона. Необходимо иметь в виду, что в арочных системах одностороннее загружение может вызвать большие усилия в стержнях, нежели полное, поэтому при таком загружении (например, снегом) строят диаграмму для определения усилий во всех стержнях фермы. Для получения усилий при полной симметричности загрузки необходимо сложить усилия, получающиеся в симметричных стержнях при одностороннем загружении.
Статически неопределимые фермы в перекрытиях применяются очень редко по ряду соображений: большей сложности в производстве работ; отсутствия в большинстве случаев подвижной нагрузки, лишающей смысла применение решеток с перекрещивающимися раскосами; незначительности в экономии металла по сравнению с применением статически определимых систем, так как, хотя в последних и получается более неравномерное распределение усилий в стержнях, чем в системах статически неопределимых, но зато количество стержней уменьшается; наконец, возможности осадки опор (в неразрезных системах).
Однако поскольку все же такие системы находят себе применение в перекрытиях ангаров, мы на них несколько остановимся.
В качестве примера статически неопределимых систем укажем на неразрезную балочную и двухшарнирную арочную ферму.
Двухпролетная неразрезная ферма обладает тем достоинством, что ее вес несколько менее веса двух разрезных ферм; это происходит благодаря тому, что наибольшая величина изгибающего момента получается над средней опорой, где и будет наибольшая высота фермы. В середине же каждого пролета изгибающие моменты имеют меньшее значение, чем в ферме на двух опорах, перекрывающей оба эти пролета. Недостатком такой фермы является ее чувствительность к деформациям опор. Для предотвращения этого принимают предупредительные меры в смысле уменьшения давления на единицу площади грунта путем увеличения размеров фундаментов. При строгом расположении опор на одном уровне неразрезная ферма не будет испытывать дополнительных напряжений от равномерного действия температуры.
Двухшарнирные системы обладают большей жесткостью и несколько меньшим распором, чем трехшарнирные. Последнее обстоятельство имеет существенное значение для уменьшения усилий и увеличения устойчивости опорных стоек и фундаментов. Так же, как и выше, недостатком двухшарнирной арки или фермы является чувствительность к деформациям опор и температурным воздействиям.
Для раскрытия статической неопределимости (определения лишней неизвестной, в качестве которой обыкновенно принимают: в двухшарнирной системе — распор, при отсутствии затяжки, а при ее наличии— усилие в затяжке; в неразрезной ферме — реакцию средней опоры) можно пользоваться следующей формулой, вывод которой дается 102


в курсах статики сооружений (для систем один раз статически неопределимых):
где
Здесь приняты следующие обозначения:
X—искомое значение статически неопределимой реакции (усилие влитием стержне);
^—усилия в статически определимой системе, получающейся из данной путем устранения лишнего опорного закрепления или лишнего стержня;
Sx— усилия в статически определимой системе от силы Х=\\
1Х — длина отдельного стержня;
Е — модуль упругости;
F—площадь сечения стержня.
После нахождения X усилия в стержнях данной фермы находят по формуле:
S = S0 -f“ SxX,
где vS—усилия в стержнях статически неопределимой системы.
Как видно из формулы (7), куда входит p = -g^, необходимо до
определения лишней неизвестной X задаться площадями поперечных сечений стержней. Сделать это можно только приближенно, так как неизвестны действительные усилия в стержнях. Для этого следует произвести предварительный расчет в некотором предположении, упрощающем задачу, но по возможности близком к истине. В качестве такого предположения может быть взято одно из нижеследующих.
1. 	Величинами F можно задаться в зависимости от существующих сооружений, близких к проектируемому по размерам, нагрузкам и системе.
(7)1
1 Сумма, входящая в виде числителя формулы (7), охватывает собою все стержни статически определимой системы, полученной из данной за счет отбрасывания лишнего стержня или закрепления. Что же касается суммы в знаменателе, то при внешней статической неопределимости она также заключает в сеое только необходимые стержни системы; но в случае внутренней статической неопределимости она должна быть распространена и на лишние стержни. Таким образом, если система заключает в себе один лишний стержень, знаменатель нужно представить в таком виде:
Ssb+TrV’
^0 г0
где под знаком Я подразумеваются только необходимые стержни;
/0 — длина лишнего стержня;
Е0 — его модуль упругости и
F0 — его площадь поперечного сечения.
103


2. Вместо того, чтобы задаваться площадями F, можно их определить, превратив данную ферму в статически определимую, по возможности близкую по своим статическим свойствам к проектируемой.
3. Внутренние стержни (заполнение) считать абсолютно жесткими и, следовательно, положить для них р = 0; далее, принять сечение поясов, на всем их протяжении, постоянным и тогда F, входя в числитель и знаменатель формулы (7), сократится. Такое предположение допустимо для предварительного расчета на том основании, что влияние деформаций заполнения (решетки) на усилия вообще весьма незначительно.
Определив предварительным расчетом X и усилия во всех стержнях и установив по ним площади сечений, можно пользоваться ими для вторичного, и в большинстве случаев окончательного, перерасчета.
Для определения расчетного усилия, на основании которого устанавливается сечение стержня, составляется таблица найденных усилий от собственного веса, снега и ветра (слева и справа) и путем комбинации нагрузок: собственный вес-р снег; собственный вес-f-ветер; собственный вес -f- снег ветеР и т. п.
Определяется наихудший случай, т. е. расчетное возможное усилие для каждого стержня.
В таблице должны быть помещены максимум и минимум расчетного усилия (алгебраически, с учетом знака), так как имеются системы, в которых при различных способах загружения в одном и том же стержне могут появляться усилия разных знаков. В этом случае приходится подбирать сечение и по растяжению и по сжатию с учетом продольного изгиба, т. е. введя коэфициент уменьшения допускаемого напряжения. При таких условиях усилие сжатия, будучи по абсолютной величине даже меньшим усилия растяжения, может оказаться решающим в вопросе о прочных размерах сечения.
Переходя к рассмотрению сплошных систем, мы не будем совершенно касаться балочных (двухопорных балок, неразрезных балок с шарнирами), считая все эти вопросы достаточно разработанными в соответствующих руководствах по строительной механике. Скажем только одно, что при проектировании рекомендуется широко пользоваться таблицами, особенно при расчете неразрезных балок. Таких таблиц чрезвычайно много и ими предусмотрены почти все случаи, встречающиеся в практике проектирования. Следует отметить классические таблицы Винклера, весьма удобные таблицы Мёнша и Капферера, затем таблицы Клейнлёгеля и Зигмана, позволяющие рассчитывать балки при разнообразных способах загружения. Большой материал, в табличной форме, можно найти во II томе Справочника инженера проектировщика (издание Промстройпроекта).
В сплошных трехшарнирных арках под действием внешнего загружения в поперечных сечениях возникают: изгибающий момент М, нор¬
мальная сила N и перерезывающая сила Q. Величина изгибающего момента в любом сечении такой арки может быть определена по формуле:
М. = М? — Ну0 (8)
где
— изгибающий момент в любом сечении арки;
104


AI.° — изгибающий момент криволинейного балочного бруса такого же очертания и загружения, что и арка;
Н — распор трехшарнирной арки и
yt —расстояние от центра тяжести рассматриваемого сечения до распора (по вертикали).
Для определения нормальной силы можно пользоваться формулой:
Nt = И cos гр. -|- Л^0, (9)
где Nt — нормальная сила в любом сечении арки;
Н — распор;
—угол, составленный нормалью к сечению и осью *-ов, причем за положительное направление отсчетов углов принято направление против движения часовой стрелки;
Л/'£° — нормальная сила в криволинейном балочном брусе того же очертания и загружения, как и арка.
В двухшарнирных арках, как и во всех статически неопределимых системах, изгибающие моменты, нормальные и перерезывающие усилия, возникают как от нагрузки, так и от изменения температуры. Расчетные усилия в сечениях определяются по тем же формулам, что и для трехшарнирной арки.
Для определения входящего в формулы для расчета двухшарнирных арок неизвестного распора в случае симметричного очертания оси арки, чтс в большинстве случаев и бывает, можно пользоваться формулой;
в в
/M^yijds £ N? cos cpf
h J Ъ
л A | ЕЫ
в в в в
IГ J cos2Tids J y2ids + J
(10)
cos3 cpi ds
Ft
где Jt — момент инерции поперечного сечения арки;
Ft—площадь сечения;
Е — модуль упругости;
s —коэфициент линейного расширения материала арки;
т —колебание температуры в ту и другую сторону, выраженное в градусах Цельсия и принимаемое для данного района в соответствии с указаниями норм;
/ —пролет арки (проекция длины оси арки на ось л:-ов);
А и В—пределы очертания арки, в которых происходит интегрирование (по осевой линии).
Как видно из структуры формулы, второй член правой части формулы учитывает действие изменения температуры на величину распора арки. Точное интегрирование указанной формулы (10) практически в большинстве случаев невозможно и поэтому прибегают к приближенному интегрированию по правилу Симпсона.
105


Для этого предварительно определяется длина осевой линии 6* в зависимости от очертания, так например:
1) при очертании по кругу очевидно S = r<p, где г — радиус и ср— полный центральный угол сектора, выраженный в радианах;
2) при очертании по параболе 6* — / ^1 -f- , где /—пролет
и /— стрелка;
3) при эллиптическом очертании по формуле Буссине:
S = '[I’5 (« + *) —V^'] ,
где а — большая полуось и b — малая полуось.
Затем половина осевой линии разбивается обязательно на четное число участков равной длины, исходя из того соображения, чтобы длина участка укладывалась- в пределах от 1 до 2 м. Разбивка половины арки на четное число участков позволяет в значительной мере сократить вычислительную работу, в виду того, что, благодаря геометрической симметрии, а во многих случаях и силовой, интегрирование можно распространить только на половину осевой линии, а затем полученный результат умножить на два.
Но с применением правила Симпсона вычисление значений входящих в формулу интегралов представляет кропотливую работу, обильную числовыми выкладками, а следовательно, и допускающую возможность ошибок и увеличения неточностей.
При определении величины распора часто пользуются формулами приближенного расчета, основанными на предположении, что:
1) ось арки очерчена по параболе;
2) влияние нормальной силы сравнительно незначительно (что соответствует действительности), и тогда учитывается только влияние изгибающего момента, а члены, включающие в себя F, пропадают;
3) произведение момента инерции на косинус угла, составленного осью л-ов и нормалью к сечению, есть величина постоянная, т. е. принимают, что проекция момента инерции на вертикаль есть величина постоянная: J. cos ср. = const. Последнее предположение, достаточно правильное и точно отвечающее аркам бесшарнирным (со сплошной заделкой), в двухшарнирных арках является довольно условным. Что касается первых двух положений, то они достаточно точно отвечают истине. При пользовании этими тремя положениями формула для распора (10) значительно упрощается, принимая вид:
i
/ Mbidxi
н=^-1 , (И)
/ У'1dx, о
здесь dx{ — dst cos ср., т. е. dxt равняется проекции элементарной дуги оси арки на ось л;-ов.
106


При действии на симметричную арку параболического очертания ^уравнение параболы у = ^~х{1—х)J сосредоточенного груза Р, приложенного на расстоянии а от центра левой) шарнира, можно получить путем некоторых допущений очень простое выражение для определения распора:
я== тра(1«а) ’ (12)
где I — пролет арки;
/— стрела подъема.
Рис. 63. Криволинейный балочный брус, находящийся под действием горизонтальной сосредоточенной силы.
Последняя формула носит название формулы Энгессера. Пользуясь этой упрощенной формулой, можно доказать, что распор двухшарнирной арки, находящейся под действием сплошной нагрузки, равномерно распределенной по пролету арки, равняется:
Н*=
qi2 8/ ’
(13)
где q — интенсивность нагрузки.
Эта формула имеет значительное применение при расчетах. В свою очередь, пользуясь формулой (13) при симметричных арках параболического очертания, находящихся под действием равномерно распределенной нагрузки,, можно установить, что величина изгибающего момента в любом сечении арки равняется нулю.
Если исходить из тех же допущений, то можно получить сравнительно простую формулу для случая действия горизонтальной силы, согласно рис. 63:
"=-г[1“4(т)+!(тУ + 5(т)‘
-10(“-)‘ + 4(г)"]-<14)
Эта формула важна в том отношении, что позволяет определить распор в случае действия на арку сил произвольного направления (например силы ветра), так как действие всякой наклонной силы всегда можно заменить действием ее составляющих по закону наложения.
107


В тех случаях, когда желательно подойти более или менее точно к расчету и учесть то обстоятельство, что при двухшарнирной арке момент инерции, следуя закону падения изгибающего момента, должен теоретически быть равным .нулю на опорах, можно воспользоваться формулами, данными Блейхом (Theorie der eisener Brucken) для случая действия сосредоточенной силы (рис. 64):
Н =
(ф1 + '5 Ф
1+7«
Ось У
(15)
Здесь:
ф.=(т)-ЧтТ+а-)‘.
ф> “ (т) -10 (т)’ +25 (-“)■ -24 (т)‘ +8 (т)‘'
где Jm — момент инерции в средине арки;
У0 — момент инерции у опорных шарниров.
Вышеприведенные формулы для расчета двухшарнирных арок сплошного сечения применяются как в случае прямоугольного сечения, так и сечения в виде тавра, волнообразного и проч. При определении распора по формуле (И), также и по формуле (10), для интегрирования приходится применять правило Симпсона. В формуле (10) модуль упругости материала не фигурирует в силу того, что при выводе формулы его можно было сократить (что справедливо и для железобетона, так
108


как там мы имеем дело с приведенным моментом инерции, учитывающим разнородность материала железа и бетона).
При проектировании несущей конструкции перекрытия ангара в виде двухшарнирной арки с затяжкой отбрасывать модуль упругости Е нельзя, так как обыкновенно затяжка металлическая, а сама арка или железобетонная, или металлическая, или же деревянная (ангар в Варнемюнде, перекрытый двухшарнирной деревянной аркой с металлической затяжкой пролетом 55 м).
Принимая за лишнее неизвестное усилие в затяжке и обозначая его через X, мы можем определить X из следующей формулы:
I' M*ytds J
/ » • ./'
Nicos ?,■ ds
EFt ~
+
l
cos2 ds
EFj
EnF„
+
Ы
f
cos24i ds
l
E0Fo
(16)
где E0 — модуль упругости материала F0 — площадь сечения затяжки.
I
Рис. 65. Арка с затяжкой, очерченная по кругу.
затяжки;
Рис. 66. Арка с затяжкой под действием сплошной равномерно распределенной нагрузки.
В ангаростроении нередко находят себе применение двухшарнирные арки с затяжкой, очерченные по кругу и имеющие на всем протяжении почти постоянный момент инерции. Для расчета таких арок мы располагаем готовыми формулами, позволяющими избежать интегрирования и дающими вполне приемлемые результаты в смысле точности. Не вдаваясь в вывод означенных формул (см. Акимов-Перетц, „Расчет арок"; Hartmann, „Die statische unbest. Systeme"), приведем их в готовом виде для расчета при различных способах загружения.
Под Н разумеется усилие, возникающее в затяжке. Обозначение геометрических размеров приведено на рис. 65. Через J—обозначим
100


момент инерции арки, F—площадь поперечного сечения арки, 6* — длина арки по осевой линии, F0 — площадь поперечного сечения затяжки. Тогда имеем:
1. 	Действие сплошной вертикальной равномерно распределенной нагрузки интенсивностью р9 покрывающей весь пролет (рис. 66):
I2 . S( /2 \ С Р J
рг*1с Зсг + I V 2г2/ г' 3г* с' F
4 cSrf г . 2с _ 3/\ U_ ( S _с_\ U ' 2 \ с + г S )' 2F\ I +~7J 1 То
(17)
2. 	Действие сплошной вертикальной равномерно распределенной на половине пролета сплошной нагрузки (рис. 67) интенсивностью р:
н ргЧс Зсг / I 2 8 cSr ( г 2 с
Рис. 67. Арка с затяжкой под действием равномерно распределённой нагрузки на половине пролета.
Рис. 68. Арка с затяжкой под действием равномерно распределенной горизонтальной нагрузки, приложенной слева.
3. 	Действие сплошной равномерно распределенной горизонтальной нагрузки со стороны неподвижной опоры интенсивностью W (отнесенной к вертикальной плоскости) (рис. 68):
Н*=^~
— /г2 , cSr Wr ~3 +
i2c2l~Yclr + §T + ciS~^
cSr / г , 2с
Т\7+ г
-”) + £(т+у) +
и_
F0
(19)
4. 	Действие сплошной равномерной горизонтальной нагрузки со стороны подвижной опоры интенсивностью W, отнесенной к вертикальной плоскости (рис. 69):
Wr
"Г+hSr-T2cH+iclr~§f-cKS +
cSr f r_ ~2\ с
3
2_
ТГ
Fo
c3  5 * *S
r
(20)
5. 	Действие ветровой нагрузки с учетом только нормальной к кровле
составляющей со стороны неподвижной опоры, при условии, что ветер
НО


имеет горизонтальное направление и интенсивность W, отнесенную к вертикальной плоскости (рис. 70):
— /г- cSr , 1_
3~ 4 ‘ \2
cSr / г 2с
~2~ ' Т "
3 , , Sr2
2с1г + Т
+ c*S —
c3S 2 г
4-^/"—-U—W — +2/^ VI + г;+
(21>
Рис. 69. Арка с затяжкой под действием равномерно распределенной горизонтальной нагрузки, приложенной справа.
Рис. 70. Арка с затяжкой под действием сил, нормальных к оси левой половины арки.
6. 	Действие ветровой нагрузки со стороны подвижной опоры при условии, что ветер имеет горизонтальное направление и интенсивность W, отнесенную к вертикальной плоскости (рис. 71):
H6 = H5-Rh. (22)
В этой формуле под Rh разумеется горизонтальная составляющая от ветровой нагрузки и через Нь обозначено усилие в затяжке, приведенное в п. 5. Сила Rh приложена на высоте:
3 /4
Т| — 16 ‘ b(r — c)r*-cl- ’
(23)
Рис. 71. Арка с затяжкой под действием сил, нормальных к оси правой половины арки.
Рис. 72. Действие ветра на фонарь арки с затяжкой.
считая от центра окружности, по которой очерчена арка, и по величине равна:  24б4/*2т] *
(24)
7. Действие (рис. 72):
ветра на фонарь, выступающий за очертание арки
И7=-
W
Л-2- — —
+ г S
f г
I — V С
+ !с-
+
Л
FcSr
+
2 Jl
' FncSr
(25)
Г
Ш


Здесь верхний знак соответствует действию ветра со стороны неподвижной опоры, а нижний — действию ветра со стороны подвижной опоры.
Бесшарнирные арки, или так называемые арки с полной заделкой, применяются в ангаростроении редко, но примеры таких перекрытий имеют место как в основной несущей конструкции, так и в ее составных частях.
Так как подобная арка обладает тройной статической неопределимостью, то и расчет ее по сравнению с двухшарнирной еще более
трудоемок. Изгибающий момент в сечениях такой арки определяется по следующей формуле (рис. 73):
Mi = М + Ох. — Ну% -f М®, (26)
тдеМ—так называемый координатный момент, полученный за счет введения в арку абсолютно жесткой связи левой опоры (в главной системе) с началом координат и переноса туда распора той же опоры и части вертикальной реакции, что является искусственным приемом, применяемым для упрощения решения уравнений (см. проф. Д. Я. Акимов-Перетц, „Теория и расчет арок", изд. КУБУЧ, 1925 г.);
G — вертикальная сила, равная разности вертикальной составляющей реакции в левом опорном сечении арки и реакции (в подвижной опоре) криволинейного статически определимого бруса того же очертания и загружения, что и арка;
— переменная абсцисса рассматриваемого сечения;
Н—распор арки;
уг — переменная ордината рассматриваемого сечения и
ЛГ.— изгибающий момент криволинейного статически определимого бруса того же очертания и загружения, что и арка (рис. 74).
112


Для вычисления нормальной силы в любом сечении арки служит формула:
Л/. = Нcos G sin ср. -j ЛЛ, (27)
здесь гр. — угол, составленный осью л;-ов и нормалью к центру тяжести сечения, причем отсчет углов производится против движения часовой стрелки, а за положительное направление нормали принято направление слева направо;
N. — нормальная сила в криволинейном брусе того же очертания и загружения, как и арка.
Рис. 74. Криволинейный балочный брус того же очертания и загружения. что и арка.
Для определения входящих в формулы (26) и (27) неизвестных Му И и G при симметричных арках произвольного очертания и переменного момента инерции служат следующие формулы.
1) Для координатного момента М:
в
М
(28)
/ч
2) Для распора Н:
в
ds
И--
Eezl
JM^yjds _ J N°! cos
Г y\ds Г cos\tds Г y\ds Г cos2cpt*7s
J ~~j~+ .1 ~ F
(29)
8 А. Л. Безвиконныц
487
113


3) Для вертикальной силы G:
G
Г N? sin fjds
J
J sin2?,.
ds
(30)
Входящие в формулы (28), (29) и (30) значения те же, что и в формуле (10). В таком виде пользоваться формулами (28), (29) и (30) для определения входящих в формулы (26) и (27) трех неизвестных М, Н й G практически затруднительно из-за большого объема вычислительной работы.
С целью сокращения работы можно, в разумных пределах, поступаться- точностью решения, тем более, что в инженерных расчетах, обычно, исходят из тех или иных допущений, только с некоторым приближением отвечающих действительности. Так как количество вычислений зависит от числа интегралов, входящих в вышеприведенные формулы, то от некоторых из интегралов можно или отказаться, или, во всяком случае, их у\ ростить. Прежде всего, заметим, что одни из интегралов зависят от моментов инерции сечений, а другие — от площадей сечений. Первые учитывают, таким образом, влияние изгибающих моментов, а вторые—влияние продольных усилий. Практика расчетов показывает, что в дисковых системах, а к ним принадлежат и сплошные арки, на первом месте должны быть поставлены изгибающие моменты в смысле влияния на деформации, а продольные силы стоят на втором плане, значительно уступая первым. Подходя с такой точки зрения, можно оценить значение интегралов, заключающих в себе площади сечений.
/»sin2 ф ds
—-р—. Сюда входит sin2 ср, где ср представляет угол наклона между касательной к осевой линии и горизонтом, причем ср возрастает от нуля в замке к пягам, достигая здесь в обычных перекрытиях сравнительно небольшой величины. Поэтому sin ср также невелик, a sin2ср является величиной еще меньшей. Это соображение позволяет, даже при расчетах повышенной точности, отказываться
/sin2 ср ds  F— *
Перейдем теперь к интегралу Учитывая сказанное относи¬
тельно влияния нормальных сил, вполне естественно пойти на упрощения, введя значение средней площади Fm. В качестве последней рекомендуется принимать площадь сечения, находящегося на расстоянии:
/
4
(31)
считая от средины пролета. Вынося Fm, как постоянную, за знак интеграла, приняв во внимание, что ds cos ср = dxy и положив, наконец,
m


cos<p«l, что можно сделать, так как в перекрытии coscp изменяется от 1 до некоторого значения в узких пределах, мы можем с достаточной точностью, даже при повышенных требованиях, принять:
/
cos2 ср ds
Frr,
Обращаясь к интегралу
/
N® sin ср£ ds
входящему в числитель фор¬
мулы (30), мы видим, что здесь фигурирует сравнительно малая величина sin ср, далее F, учитывающая продольные силы. Наконец заметим, что сама лишняя неизвестная G мало отражается на величине расчетных усилий, так как представляет собою тольчо разность вертикальных опорных реакций, становясь при симметричном загружении, наиболее частом в арках, равной нулю. Все это допускает отказаться от интеграла
/.N9 sin ср ds F в
Тогда наши расчетные формулы, удовлетворяющие даже высоким требованиям точности, будут приведены к виду:
1 В числителе Н во втором слагаемом введена средняя площадь поперечного сечения и, как постоянная, выведена за знак интеграла. Кроме того, всегда можно принять ds cos ср = dx.
U5


Дальнейшее упрощение расчетных формул можно получить за счет полного пренебрежения влиянием нормальных сил. Тогда имеем:
М = —
Н =
G —
в
в »
д
в
(35)
(36)
(37)
Обращаем внимание, что все эти формулы действительны только при том условии, когда весь расчет проводится при определенном положении координатной системы и направлении осей, а именно: ось у — совмещена с вертикальной осью симметрии арки, ось л: — идет горизонтально и положительное направление осей принимается снизу вверх и слева направо. Начало координат располагается в определенной точке, которую находим по формуле:
в
Г У ids
J J
* = -^-5 • (38)
f-r
А
Для этого мы сперва располагаем ось х произвольно и по отноше-
/
нию к этой оси определяем ординаты центров сечений у.. Тогда t явится расстоянием между осями лг-ов первичной и окончательной.
Удобно принять начальную систему координат или в центре левого опорного сечения, или же в центре сечения ключа арки с горизонтальным направлением оси jc-ob слева направо. Заметим, что при симметричном загружении 0 = 0 и формулы (26) и (27) упрощаются, так как члены, содержащие G, пропадают.
116


В таком виде формулы (35), (36) и (37) находят частое применение при расчете бесшарнирных арок произвольного очертания и переменного сечения.
В бесшарнирных арках параболического очертания можно достичь значительного упрощения приведенных формул (32), (33), (34) и (38). Упрощение достигается следующим путем: момент инерции сечений арки подчиняется закону J. cos cpf = const = У0, где J0 — момент инерции в ключе арки, т. е. проекция момента инерции на вертикаль есть величина постоянная (что весьма близко отвечает действительности, так как площадь сечения от ключа до пяты арки последовательно возрастает с возрастанием угла <pf) и очертание оси арки идет по параболе.
При этих условиях формулы для Л4, Ну G и t принимают вид:
+ 2 f к
dx
М--
+
f M^dx
И:
45
, 45 J0EztI
~fn ± T ~1ч~;
+ 4
J M°iXidx
G = —12
(39)
(40)
12 2
/3
(41)
'=4/-
(42)
В формулах (39), (40), (41) и (42) / —пролет, а /—стрела арки. Воспользуемся этими формулами (39), (40) и (41) для получения окончательных формул для случаев, когда на арку действует вертикальная сосредоточенная сила Р, а затем горизонтальная сосредоточенная сила W (рис. 75 и 76). Для этого достаточно в означенные формулы подставить значения М°., исчисленные для криволинейного статического бруска (рис. 74) при соответственных способах загружения. Напомним, что при составлении моментов М°. необходимо исходить из окончательной системы координат. Тогда, произведя интегрирование, получим:
1. Действие вертикальной силы (рис. 75) Р:
*~т[‘-Чт)*] =
(43)
(44)
(45)
117


(46)
2. Действие горизонтальной силы (рис. 76) W:
Н=-Щ\ — 2«(т)' + 48(7)‘|; (47)
°=^11+8(т)‘-4Чт)‘]- <48>
На основании этих формул нетрудно перейти к действию сплошных равномерно распределенных нагрузок путем замены сосредоточенных
Рис. 75. Действие на бесшар- нирную арку вертикальной сосредоточенной силы.
Рис. 76. Действие на бесшар- нирную арку горизонтальной сосредоточенной силы.
сил Р и W через р dx и wdy, а где р и w — интенсивности нагрузок На рис. 77—80 указаны схемы при сплошных загружениях.
затем вторичного интегрирования, для исчисления расчетных усилий
Рис. 77 и 78. Схемы для исчисления расчетных усилий бесшар- нирной арки при сплошных загружениях.
В общем случае интегрирование выражений, входящих в формулы для лишних неизвестных, производится по правилу Симпсона, как это изложено выше при рассмотрении двухшарнирных арок. 1
Если арка осуществляется из железобетона и имеет прямоугольное
bh?
сечение, то момент инерции такой арки принимается /. = -уу, т. е. арматура не учитывается.  * 1181 См. также Д. Я. А к и м о в - П е ре тн, Теория и расчет арок, стр. 297.
118


При тавровом сечении железобетонной арки (рис. 81) момент инерции вычисляется но формуле:
•/ = (*-*<>) j-Moy-
[{b-b0)d*+bnh*Y ll{b-bo)d+bJi\ ■
Входящие сюда величины берутся согласно рис. 81; при этом в качестве ширины полки Ь вводят расстояние между осями двух соседних ребер. Конечно и в этом случае разрешается пренебречь арматурой. Вычисления в значительной мерз можно упростить, если воспользоваться графиком Штрасснера (Strassner, „Neue Methoden", В. I, s. 77).
Рис 79 и 80. Схемы для исчисления расчетных усилий бесшарнирной арки при сплошных загружениях.
В дополнение к вышеприведенным кратким указаниям по расчету арочных систем, уместно будет остановиться в нескольких словах на порядке их проектирования.
Если оставить в стороне трехшарнирные арки, которые, благодаря своей статической определимости, допускают прямое решение на основе положений теоретической механики, то следует отметить, что вопрос о расчете двухшарнирных арок, а тем более бесшарнирных, в сильной мере осложняется необходимостью составления дополнительных уравнений. Последние могут быть составлены только из условий упругих деформаций системы и представляют не что иное, как подчиненность деформаиий конструктивным особенностям сооружения. Поэтому еще по выявления расчетных усилий мы стоим перед необходимостью предварительно задаться поперечными размерами элементов (моментами инерции и площадями), которые отражаются затем на расчете в двух направлениях: входят в состав коэфициентов при неизвестных и в свободные члены дополнительных уравнений, а с другой стороны, определяют собой нагрузку от собственного веса. И то и другое лишает прямизны задачу о решении статически неопределимой системы, обращая расчет в проверку принятых размеров.
Мы уже говорили об этом, когда касались статически неопределимых стержневых систем, и указали ряд приемов, позволяющих в первом приближении наметить размеры элементов; теперь же мы будем иметь в виду только сплошные системы.
I
Г
L.
!
6.i Рис. 81.
119


Надо заметить, что в литературе почти нет никаких данных о предварительном назначении размеров и о собственном весе сплошных арочных конструкций, применяемых в покрытиях. Правда, можно найти некоторые указания по этим вопросам в курсах мостов, но и здесь данные весьма скудны, а кроме того они учитывают специфические условия службы мостовых сооружений, и потому не могут быть переносимы безоговорочно на перекрытия.
Рассмотрим сначала металлические арки и наметим такой порядок их проектирования:
1. Прежде всего ориентировочно устанавливаем собственный вес арочного строения, исходя из предположения, что арка очерчена по параболе и изменение момента инерции подчинено закону косинуса. Тогда распор, согласно предыдущему, определится формулой:
I_/ (£ + Pk + Рс) I
8 т
(49)
где g — вес арки (включая и связи); pk—вес кровли;
рс — вес снега на единицу длины пролета; т = у—отношение стрелы / к пролету /.
Приняв во внимание, что при сплошном равномерном загружении всего пролета изгибающий момент в ключе равен нулю, и обозначив Rd допускаемое напряжение на сжатие в материале арки, получим площадь поперечного сечения в замке:
<и>'
Хотя двухшарнирным аркам обычно придается серповидное очертание поясов, но оно слабо выражено, и высота сечения у пятовых шарниров уменьшается максимум на 10—15°/0 против замка; поэтому для приближенного подсчета веса вполне допустимо считать сечение постоянным по всей длине осевой линии арки.
Тогда объем арки:
т/ (£ + Pk + Рс) (3 + 8m2) V- я
2ARdm
(51)
после умножения V на вес единицы объема материала у мы приходим к уравнению:
g ^ (3-f-8m2)/j — (Р*4-/?с)-(3 -f- 8m2) /, (52)
откуда, путем подстановки численных значений постоянных (для стали) и упрощений за счет отбрасывания сравнительно малых величин, получаем формулу для исчисления собственного веса арки со связями:
i=(.Pk+Pc)
(3 -j- 8/w2) у/ 24 Rdm
(,Pk + Pc)
/3 + 8m2 ,15 OQOot
== (Я* -Г” ФА (53)
где Ф
3 + 8m2 15000m ’
1 При пользовании формулой (50) рекомендуется допускаемое напряжение R^
принять несколько пониженным, равным около 500 кг/см2, чтобы скомпенсировать отклонение кривой давления от осевой линии арки.
120


Нагрузки pk и рс подставляются в килограммах на квадратный метр, а пролет / — в метрах.
На основании формулы (53) составлена вспомогательная таблица для определения собственного веса металлических арок (табл. 13).
Пример. Предположим, что дана арка пролетом /—30 м и со стрелой f—b м. Расстояние мемоу соседними арками Ь=Ъ м. Вес кровли принят 50 кг/м2, снеговая нагрузка назначена 100 кг/м2, считая и го и другое на горизонтальную проекцию. Тогда имеем:
"* = 30 = 4-; V = °,°°128;
pk — 6 -50= 300 кг\м2\ рс — 6 • 100 = 600 кг/м2\ g = (300 -f- 600). 0,00128.30 = ~ 35 кг/м2.
Конечно, полученную цифру 35 кг/м2 нужно рассматривать как минимальную величину веса арочного строения.
2. Зная [см. формулу (50)] площадь поперечного сечения в замке, мы подбираем окончатель ный состав его на основании нормального сортамента фасонного железа. При подборе можно рекомендовать высоту сечения принимать около 1/60 от пролета с небольшими колебаниями в ту или другую сторону, но во всяком случае не менее */80, так как иначе арка не будет удовлетворять условию устойчивости.
Равным образом теперь мы можем установить окончательный вес арочного строения, который затем войдет в вычисления нагрузок, действующих на арку. После подстановки моментов инерции подобранного сечения и вычисления балочных моментов находим распор Н.
Если двухшарнирная арка имеет затяжку, то расчет производится аналогичным путем: сначала определяются моменты инерции без учета затяжки, а затем в том же предположении вычисляется распор Н. Разделив последний на допускаемое напряжение материала затяжки, получаем ее площадь. После этого остается данные моменты инерции и плошадь затяжки вторично подставить в формулу для исчисления окончательной величины X (усилие в затяжке).
Что касается очертания металлических двухшарни'рных арок, то выше было уже упомянуто, что им, обычно, придается серповидное очертание, причем высота сечения у опорных шарниров делается равной около 0,9 от высоты в замке. В случае бесшарнирных арок вполне естественно приблизиться к расчетным предположениям и увеличить высоту сечения к опорам так, чтобы соблюдать условие
Jk cos f = J0,
Таблица 13
1
Ф j m
0.00082
V 4
0.00110
Kr
0,00128
V*
0,00148
v7
0,00166
Vs
0.00186
Vo
0.00204
V,0
0.00224
Vi,
0.00241
1 12
0,00264
1/13
0,00284
V/4
0,00304
Vu
I2i


где J0 — момент инерции в ключе;
<р — угол наклона касательной линии к осевой линии в пятах;
Jk—момент инерции в месте заделки.
Осевая линия обычно очерчивается по дуге круга, реже — по параболе. Конечно, при этом в сечениях появляются изгибающие моменты, но при применении металла это не представляет большой опасности, так как материал одинаково хорошо сопротивляется как сжатию, так и растяжению. Однако в тех случаях, когда проектируются покрытия больших пролетов или когда имеются перекрытия с большим числом арок, представляется необходимым, с целью экономии металла, назначать очертание осевой линии с таким расчетом, чтобы явление изгиба было доведено до возможного минимума. Для этого рекомендуется в качестве осевой линии выбирать очертание кривой давления, построенной для того или иного способа загружения. Может быть выбрана нагрузка о г постоянного веса (веса арки и кровли) и снега по всему пролету, но с интенсивностью, уменьшенной вдвое против нормальной
Если при расчете металлических арочных систем мы сталкиваемся с рядом трудностей, требующих для своего разрешения искусственных приемов, то число их возрастает при переходе к рассмотрению способов расчета монолитных арок бетонных и отчасти железобетонных. Здесь ко всему прочему присоединяется необходимость считаться со специфическими свойствами материала, так как бетон обладает сравнительно высоким сопротивлением при работе на сжатие и оказывается несостоятельным при работе на растяжение. Таким образом, проектировщик вынужден с особой внимательностью отнестись к выбору очертания оси арки, взяв его таким, чтобы в швах арки не могли возникать растягивающие напряжения, даже в случае появления изгибающих моментов. А для этого, как известно из статики сооружений, необходимо, чтобы кривая давления (т. е. веревочный многоугольник, построенный для действующей на арку нагрузки) умещалась в области ядра .сечения. Наиболее совершенный случай будет тогда, когда кривая давления сливается с осевой линией арки. Но в действительности нельзя ожидать потного отсутствия моментов, так как про- до тьние д .^формации и перемещения временных нагрузок всегда будут причиной неравномер юго распределения напряжений в сечениях. Однако, очерчивая арку по кривой давления, построенной для основного случая загружения, и придавая так te поперечные размеры сечениям, чтобы и при других возможных способах загружения соответствующие кривые давления не выходили за пределы ядра, мы можем быть уверены, что в бетоне не появится растяжения.
Бетонные арки применяются исключительно с полной заделкой пятовых сечений. Что же касается железобетонных, то здесь часто можно встретить йвухшарнирные, двухшарнирные с затяжкой и бес- шарнирные.
В качестве основного случая загружения, решающего собой очертание осевой линии, обычно принимается постоянная нагрузка от собственного веса арки и заполнения, так как временная нагрузка в виде снега мала по сравнению с постоянной. Далее, представляется вполне допустимым принять, что постоянная нагрузка изменяется по параболи- 122


ческому закону, возрастая от ключа к пятам. Тогда уравнение веревочной кривой имеет вид:
^=^[з(йг+2(1‘-1)(т)‘]’ <54>
где = —, причем gk — интенсивность нагрузки в пятах и gs—интен сивность нагрузки в ключе. Расположение координатной системы показано на рис. 82. Если принять, как и выше, обозначение т = ^- и произвести двойное диференцирование, то на основании формулы Навье получим распор (рис. 82):
Н=Щ±^1. (55)
48т * 7
- В перекрытиях можно принять \х = ~ 2, и тогда будем иметь:
ординаты осевой линии:
Кт)*+2 (т)*];
после подстановки
(56)
распор:
Н -
. 7gj 48 т
(57)
Наконец, обозначая через d0 — толщину арки в ключе; Ь0 — ширину арки в ключе (измерение в направлении перпендикулярном к плоскости арки); у — вес единицы объема арки и pk — интенсивность в ключе нагрузки от заполнения между двумя соседними арками, можно получить формулу для вычисления площади замкового сечения:
Л h — 7рк1
°Р° 48Rdm - Ъ( '
(58)
123


Здесь b0 и d0 получаются в сантиметрах;
/—надлежит подставить в метрах;
R — в кг/м2; у — в кг/мъ; pk — в кг/м.
Если подставить в формулу напряжение для бетона Rd — 150 000 кг!м2 (пониженное напряжение принимается по тем соображениям, что при неравномерном загружении и изменении температуры возникают изгибающие моменты, которые могут повысить почти вдвое краевое напряжение), получим рабочую формулу:
dA
Pk*
103 т — 0,22 I
(59)
Высота ключевого сечения в бетонных арках принимается от V40 до от пролета. Высота сечения в пятах обычно составляет от 1,3
до 1,8 от высоты в замке, причем при малых значениях т = ~ она
ближе к 1,8, а при больших значениях т она снижается до 1,3.
Можно пользоваться и следующей таблицей:
т
V* ! 7*
1
Ve j v7
1
1 8 11д
VjO ‘.'u
У12
А
d0
1.32
1,48
1,59
1.67
1,74
1J8
1,82
1,85
1,87
Пример. Предположим, что требуется подобрать размеры прямоугольного сечения для бетонного арочного перекрытия пролетом 1=36 м при стреле f=6 м, если на арку передается вес заполнения 200 кг/м2 и расстояние между соседними арками Ь = 6 м.
Интенсивность в ключе pk = 200-6 = 1200 кг/м;
_ 1200*36 9
площадь ключевого сечения d0b0 = —ys = 4672 см2.
^ -0,22*36 о
Принимая высоту сечения в замке равной d0 = — • 3600 = 90 см, находим , 4672
ширину арки b0 = « 52 см;
высота в пятах согласно таблице: dk — 1,59*90 лг 145 см.
Железобетонные арки занимают некоторое среднее положение между металлическими и чисто бетонными системами, причем благодаря наличию арматуры, способной поглощать растягивающие напряжения, вопрос о выборе очертания осевой линии теряет свою остроту, но только до известной степени. Преследуя экономические цели и имея в виду, что существует предел насыщения бетона металлом, мы должны озаботиться тем, чтобы бетон был использован по возможности полнее, а не являлся бы инертным материалом, отягощающим конструкцию. По¬
124


мощь же металла должна выразиться в том, что система, выигрывая в весе, приобретает повышенную сопротивляемость внешним нагрузкам. К этому следует добавить, что' не только уменьшением мертвой нагрузки исчерпывается выгода применения в арках железобетона, но вместе с тем, уменьшая поперечные сечения, мы снижаем и эффективность температурных и усадочных явлений.
Эти соображения вынуждают нас рекомендовать серьезное отношение к вопросу о выборе очертания арки и в случае применения железобетона. Здесь можно применить для установления очертания осевой линии вышеприведенное уравнение (54) веревочной кривой, отвечающей загружению постоянной нагрузкой. Что же касается площади поперечного сечения в замке, то в полной мере применима формула (58); нужно только подставить допускаемое напряжение Rd ^ 250 000 кг'м1  2, вес у = 2400 кг!мъ, Тогда получим следующую, рабочую формулу:
dobo— i 70 т
Pkl
0.24 l
(60) 1
Толщина замкового сечения d0 в железобетонных арках обычно принимается около 1 /со от пролета, а для назначения размеров пятовых сечений dk можно пользоваться вышеприведенной таблицей.
Пример. Требуется назначить основные размеры железобетонной арки пролетом 1=36 м со стрелой / = 6 м, если расстояние между соседними арками Ь = 6 м и вес заполнения между арками pk — 200 кг1м2.
Отношение стрелы к пролету т = =
Интенсивность нагрузки в ключе /7^ = 200 • 6 = 1200 лгг/л^.
п , , 1200-36*6 0100 9
Площадь ключевого сечения dQb0 = 17Q H'q24~6 = 2193 см“'
„ , / 3600
Принимая толщину арки в ключе d0 = = 60 см, находим
ширину арки в направлении, перпендикулярном к ее плоскости:
, 2193
*о = -6г:
36
см,
Толщина в пятах (по таблице) ^ = 60-1,59^96 см. Кружально-сетчатое покрытие системы Цольбау является пространственно-стержневой системой, обладающей высокой степенью статической неопределимости. Вследствие этого точный расчет этой системы настолько сложен, что практически применим быть не может. Существует приближенный метод расчета, предложенный проф. Отценом, - проверенный им же на большом количестве опытов и дающий достаточную точность для практического применения.
Подробности этого метода расчета приведены в книге К. Керстена „Современные инженерные деревянные конструкции", Гострансиздат, 1932 г., а также и в Т. У. И. Н „Деревянные конструкции и сооружения", Госстройиздат, 1933г.
1 Обозначения см. выше формулу (58).
2 R. Otzen, Die statische Berechnung der Zollbau, Lamelleu dacher, rtlndu- striebau*, 1923, № VIII—IX.
125


“Расчет свода Шухова-Брода производится по формулам для трехшарнирных арок при условии очертания оси свода по параболе.
Расчет свода-оболочки кругового поперечного сечения до последнего времени производился на основании безмоментной теории в предположении, что:
а) касательная у края поперечного сечения свода оболочки образует с горизонталью угол <р ^ 60° < 90°;
б) внешние нагрузки непрерывно распределены по своду;
в) кривая, образующая поперечное сечение свода-оболочки, непрерывна в своем очертании.
При несоблюдении этих условий учет изгибающих моментов, появляющихся в своде-оболочке, обязателен. В настоящее время имеются теории расчета таких систем, как, например, расчет свода-оболочки по моментной теории (учет изгибающих моментов), предложенный инж. Власовым. 1
В технических условиях и нормах проектирования и возведения деревянных конструкций и сооружений, а также в вышеназванной книге Керстена рассматривается пример статического расчета свода-оболочки.
В перекрытиях ангаров довольно широкое применение находят конструкции в виде жестких рам, осуществляемых или из железобетона, или из металла. Жесткие рамы в ангароароении применяются как в качестве основной несущей конструкции перекрытия, так и составной части несущей конструкции (опорные рамы, перекрытие пристроек и т. п.).
Такие рамы в большинстве случаев имеют многократную статическую неопределимость и поэтому расчет их представляет большую сложность, причем сложность и трудоемкость расчета увеличивается с увеличением статической неопределимости рам.
В настоящее время имеется много различных способов расчета рам как точных, так и приближенных. Часто есть возможность применить к расчету заданной рамы таблицы Клейнлогеля, 2 но весьма нередко встречаются рамы такого очертания и загружения, что указанные формулы не могут быть использованы, и тогда остается путь расчета рамы каким-либо из имеющихся более точных способов.
В числе та^их способов можно указать:
1) метод сил (теорема Bstih или метод Мора);
2) метод уравнения четырех моментов;
3) метод угловых деформаций (способ Бендиксена);
4) метод постоянных точек (способ Зуттера) и др.
Основной целью расчета жестких рам является определение максимальных и минимальных изгибающих моментов, нормальных и перерезывающих сил в различных сечениях стержней рамы, т. е. построение эпюр этих величин, после чего не трудно, пользуясь формулами и нормами, а также конструктивными требованиями для определенного материала, из которого будет осуществлена рама (железобетон или металл), запроектировать конструкцию рамы в целом.
В конструкции ангара могут встретиться так называемые [безраскос¬
1 В. 3. В л а с о в. Строительная механика оболочек, 1936.
2 Kleinlogel Rahmenformeln, Berlin, 1925, W. Ernst.
126


ные фермы (фермы Виренделя), состоящие из ряда замкнутых рамных контуров, причем даже при небольшом их числе безраскосные фермы, представляют собою системы с многократной степенью статической неопределенности (равной утроенному числу панелей). Так например, ферма Виренделя, изображенная на рис. 59 и имеющая 4 контура, обладает 12-кратной статической неопределимостью.
Подчиняя такую систему некоторым условиям, соответствующим вполне практической точности, удается значительно уменьшить сложность расчета путем уменьшения в 3 раза степени статической неопределимости. ?десь же надо отметить, что такие фермы получаются довольно тяжелыми и большого распространения в ангарах не имеют. Расчет таких ферм является развитием способа уравнения 4-х моментов. В.е эти способы подробно изложены в ряде курсов по расчету рамных систем (проф. Д. Я. Акимов Перетц, „Расчет рамных систем"; Ульянин- ский, „Расчет рамных систем"; Бейер, „Статика железобетонных соору- жений"; Жемочкин, „Расчет рами; Залигер, „Железобетон"; Мерш, Га- леркин и др.).
За последнее время вопрос расчета рамных систем настолько подробно разработан, что необходимо прежде всего использовать все возможности применения в расчете готовых формул. Только после того как будет установлено, что готовые формулы не могут быть применены или отсутствует справочный материал, следует переходить к применению вышеуказанных методов расчета.
В качестве справочного материала может быть использована книга Ерохина, „Формулы для расчета сложных рам", изд. 1935 г., дающая подробный материал в этой области расчета.
Большое значение для правильности проектирования жестких рам имеет установление необходимого соотношения моментов инерции отдельных стержней рамы, в зависимости от выбранного, основного момента инерции.
Значительную роль здесь играет опыт, чувство меры и интуиция проектировщика.
16. 	Внешние силы, действующие на перекрытие ангаров.
Внешние силы, действующие на перекрытие ангара, учитываются в соответствии с требованиями „Единых норм строительного проектирования." При этом разтичают три комбинации силовых воздействий на перекрытие ангара:
1) основные силы;
2) основные плюс случайные силы;
3) основные силы плюс монтажные усилия и нагрузки.
К основным силам относятся:
а) собственный вес конструкции перекрытия (кровля, обрешетка, фермы со связями);
б) снеговая нагрузка;
в) действие подвижной нагрузки (крановые и подъемные устройства, если ш и имеются в ангаре).
К случайным силам относятся:
а) давление ветра;
б) нагрузка от рабочих;
127


в) воздействие температуры (в соответствии с районом постройки, типом конструкции и родом материала);
г) инерционные усилия подвижной нагрузки, наибольшей возможной интенсивности и скорости движения.
Монтажные нагрузки должны быть рассмотрены в следующих двух случаях:
1) усилия, возникающие при монтаже конструкции от иного распределения сил (знака и величины), чем при обычной работе конструкции перекрытия в ее стационарном положении (например, усилия в стержнях фермы при ее подъеме и установке);
2) нагрузка на сооружения от монтажных приспособлений и уста новок, работающих лишь во время сборки и ремонта.
В большинстве случаев проектирования ангаров вес кровли определяют путем непосредственного подсчета, что, конечно, возможно тогда, когда известны все размеры отдельных частей и тип крэвли. При определении веса кровли для предварительного проектирования (расчета) несущей конструкции перекрытия можно пользоваться данными, приводимыми в табл. 14.
Таблица 14 1
№
по
пор.
Род к,овли
Примерный вес 1 м* кровли кг
Допускаемый уклон кровли
j
1 Угол
1
1
Толевая в один слой с опалубкой
35
1 /4 -т- 1/10
14°—5°
2
То же в два слоя
50
1/4-5-1/10
14°—5Э
3
Руберойдная с опалубкой
40
1/5-7-1/10
И°—5°
4
Руберойдная с двойной опалубкой (с изоляционной прослойкой)
50-70
1/5-7-1/10
1Г—5 е
5
Железная (кровельное железо) с деревянной обрешеткой
30
1/4 -1/7
i 14-8°
i
6
То же с обрешеткой на двойном настиле с прокладкой между рядами изоляционного слоя
55-75
1/4-?- 1'7
14э—8Э
j
7
Этернитовая (искусственный шифер)
30-60
1/1,5 -г- 1 3.5
33—16°
8
Волнистое железо
10—25
1/3-5- 1/6
18’ —9°
9
Черепичная кровля с деревянной обрешеткой
100
1/1-1/1,5
45т—33°
10
То же двойная
125
1/1,5 -5-1/2,5
33° —2Г
11
Кровля из цементных плит
35-45
1/1,5-*-1/2,5
33°—2Г
12
Кровля из натурального шифера
35—65
1/1,5 -*- 1/2
33° —26э
13
Одиночное стекло на металлических горбылях
25
1 : 1 1 :3
45° — 18°
14
То же с заплавленной сеткой
35
1 : 1 1 :3
45е-18°
1 Проф. И. Г. Попов, Перекрытия, ч. I.
128


При определении веса кровли в соответствии с принятой конструкцией ее можно считать:
Вес 1 мг сухого дерева (сосна, ель) — возд. сухое . . 600 кг
. 1 „ дерева средней влажности 750 „
„ 1 м- войлока толщиной 1 см ..... . около 1 ,
„ 1 * толя . . . : • 1,5—2—3 „
„ 1 „ руберойда различной толщины 1,5—4,5 .
* 1 . этернита толщиной 1 см 20 .
„ 1 „ кровельного железа 4—6 м
, 1 „ натурального шифера 30—50 „
. 1 м[] стекла 2600 „
„ 1 „ железобетона 2400 ,
, 1 . бетона 2200 „
„ 1 м- соломитовых или пробковых плит 25 .
„ 1 м? газобетона 400—1200 „
„ 1 „ соломита 150—200 „
, 1 „ камышита 200 „
„ 1 „ сфагнума рыхлого 150 „
. 1 „ , прессованного 400 ,
„ 1 „ пемзобетона 1100 .
. 1 „ пенобетона 350—425 „
В отношении исчисления веса ферм, прогонов и связей рядом авторов рекомендуются формулы для определения его. 1
В качестве ориентировочных весовых данных, характеризующих различные типы перекрытий, применяемых в ангарах, можно привести следующие цифры собственного веса несущей конструкции перекрытия на 1 м-:
1. Балочные фермы (стальные и дерезянные) .... 15—35 кг/м-
2. Арочные конструкции 8—25
3. Свод-оболочка в дереве 30—40
4. Свод Шухова-Брода 40—60
5. Сетчатый свод 35—50 .
6. Ребристое железобетонное перекрытие 350—400 „
Снеговая нагрузка определяется согласно Е.Н.С.П (ОСТ 7626), утвержденным СТО 26/XII-1932 г., в зависимости: от средней максимальной толщины снегового покрова на землю, установленной для данной местности за ряд лет; от углов наклона скатов (или отношения стрелы подъема к пролету).
Ветровая нагрузка определяется также согласно Е.Н.С.П (ОСТ 7626), утвержденным СТО 87III-1933 г., по формуле:
p — kq, (61)
где р — давление ветра в килограммах на 1 м2, нормальное к воспринимающей поверхности.
Это давление считается положительным, когда оно направлено внутрь сооружения, и отрицательным, когда оно является отсасывающим и направлено наружу;  * 91 Проф. Стрелецкий, Основы законов веса и экономии металла в промышленных сооружениях, Сборник статей ВИА РККА и Гипростальмост, Госстрой- издат, 1934; проф. Хому тинников и доц. Морозов, Металлические конструкции промышленных зданий, Госстройиздат, 1933; Институт норм и стандартов строительной промышленности, Деревянные конструкции и сооружения, изд. 1931.
9 А. Л. Безвиконный 437
129


k — коэфициент обтекания, зависящий от формы и положения, подверженного ветру объекта. Величины этого коэфициента, определенного при наиболее невыгодном направлении ветра, приведены вместе со схемами распределения давления в единых нормах; q — скоростной напор ветра в килограммах на 1 м2> соответствующий наибольшей для данного места скорости ветра, но без учета особых порывов.
Напор в зависимости от скорости определяется формулой:
где v — наибольшая скорость ветра в м/сек. на данной высоте.
Для сооружений высотой до 16 м (большинство ангаров находится в этом пределе высоты) напор ветра q принимается постоянным и равномерно приложенным по высоте. При увеличении высоты ангара свыше 16 м, скоростной напор увеличивается пропорционально корню квадратному из высоты, а именно:
Я: ?i = Vh '• VK
Следует отметить, что вопрос о давлении ветра на сооружения еще недостаточно изучен, и это отражается в разнообразии принимаемых установок в различных странах.
Для определения ветровой нагрузки на ангар необходимо установить:
1) величину давления ветра на единицу площади (1 м2), подверженной действию ветра;
2) зависимость изменения скорости ветра по высоте сооружения от земли;
3) распределение ветрового давления по оболочке сооружения (ангара), имеющего различные внешние формы.
Для определения величины давления ветра на единицу площади можно пользоваться двумя теориями:
а) теорией скоростного напора,
б) теорией ударного действия.
В основе теории скоростного напора лежит закон живых сил. Этот закон был выражен Бернулли в виде известного уравнения:
я
Pi , v\ 2 I и2 ,
— FT — COnSt,
Y ' 2g Y 9
(62)
где pu p2 — величина давления в произвольных сечениях воздушного потока;
vi9 v2 — величина скорости в произвольных сечениях воздушного потока;
7 — удельный вес воздуха (принимаемый в дальнейшем при давлении 760 ми рт. ст. и температуре 15°С равным 1,23 кг!м*)\
g—ускорение силы тяжести (принимаемое равным 9,81 м/сек2). Умножая обе части равенства формулы (62) на у и полагая получим:
Р , 2 2. V2 (л
Po=Pi— P2 = -(v2— V}) = p-\1 — jJ . (63)
130


Разность p0 = pl—р2 является давлением, определяющим скоростной напор.
Величину
4
1,23
4^ 1
. V2 -
4
РТ
“9,81 '
'2 — 8
2
16
можно обозначить через q (что соответствует нормам), а разность
v\ v\
1 ту — через К, т. е. 1 Ъ = К.
V2 v\
Величина К зависит от формы сооружения, обтекания, расположе-
v\
ния сооружения на поверхности земли, трения. Отношение может
*2
быть как меньше, так и больше единицы, в силу чего величина А", а следовательно, и р0 = рг—р2 будут или положительными, или отрицательными.
Таким образом формула (63) может быть написана в следующем
виде:
или, полагая v2 = v
что соответствует нормам.
Согласно теории ударного действия предполагается положительное давление с подветренной стороны, в результате чего поверхность, находящаяся под действием воздушного потока, претерпевает смещающие ее усилия по направлению движения потока. Величину этого усилия можно определить, пользуясь законом количества движения, т. е.
p-t=m»v. (65)
Из формулы (65) можно выразить силу давления р через массу воздуха т, скорость потока v и время t:
mv
р= t ■
Но массу воздуха, перемещающегося в воздушном потоке и действующего на поверхность площади F в течение одной секунды, можно определить как произведение площади F на скорость v, т. е. масса воздуха равна объему Fv, умноженному на массовую' плотность воздуха, равную
-1 = р = 0,125. g ^
Имеем:
т Fv гг - = P-F-V, g
(бб>
р Fv'
Р--Г-
(67)
1М
р=?;«
&,, Р = Р о К,
(64)


Принимая F == 1 и t= 1, получим:
р = р-02. (68)
Полагая в формуле (64) К = 1 и сравнивая формулу (64) с формулой (68), мы видим, что давление, определенное по теории скоростного напора, в два раза меньше давления, определенного по теории ударного действия.
Целый ряд опытов не подтвердил теории ударного действия и показал, что смещающая сила является результатом не только положительного давления с подветренной стороны, но и разрежением с заветренной стороны. По опытам Эйффеля в среднем для квадратной пластинки /7 = 1,289.
Зависимость изменения скорости ветра по высоте сооружения от земли у нас установлена формулой q = 0,25 q0 Yh, причем здесь следует отметить, что для ангаров, высота которых редко превышает 16 м (превышение имеет незначительный характер, выражаясь в нескольких метрах), этот вопрос существенного значения не имеет.
Вообще же надо сказать, что этот вопрос изучен недостаточно, хотя для высоких сооружений (эллинги, причальные мачты и башни для дирижаблей, трубы, высокие здания и т. п.) он представляет большой интерес. Для установления этой зависимости рядом лиц предложены формулы, носящие эмпирический характер, но они не апробированы и распространения не получили.
Наконец, в части распределения ветрового давления по оболочке сооружения, имеющего различные внешние формы, разрешение вопроса может итти только путем экспериментального исследования, путем продувок моделей сооружений (и в частности ангаров) в аэродинамической трубе. В этой области вопроса—воздействия ветра на сооружения— большая опытная работа была проведена известным инженером Эйффе- лем (Eiffel) и д-ром Креллем, а в СССР проф. Н. А. Рыниным.
Довольно подробный разбор и освещение этих опытов приведены в книгах: инж. Блинова и Сокова „Эллинги11, проф. Н.А. Рынина ..Давление ветра на здания“ и частично в книге проф. И. Г. Попова „Перекрытия".
Инж. Эйффель подвергал продувке модель в масштабе 1/200 эллинга с двухскатной кровлей размерами в натуре: длина 100 м, ширина 30 м и высота 24 м.
Тип этого эллинга (его внешняя форма и размеры) в известной, значительной степени соответствует типу глубинного ангара, среднего пролета, но с избыточной высотой.
На рис. 83—85 приведены эпюры распределения ветрового давления, полученные в результате продувки модели ангара арочного типа при скорости потока в трубе 40 м\сек. Указанная скорость обычно берется при продувках в силу двух соображений: во-первых, скорость ветра 40 м\сек. соответствует скорости, которой достигает ветер во время урагана; во-вторых, при этой скорости 1 мм водяного столба по отсчету манометра соответствует 1°/0 скоростного напора, или 1 лгг на 1 м'1 поверхности:
2 402
q == ~~ = = — =100 кг/м2 или 100 мм. вод. ст.
132


Кривые эпюр, обозначенные /, //,.///, указывают распределение потока при направлении ветра под углами 0°, 45°, 90° с продольной осью ангара. Знак минус обозначает разрежение, т. е. давление изнутри наружу (отсос). Знак плюс указывает на положительное давление снаружи внутрь.
Для возможности суждения о величине давления, в нижней части рис. 85 приведен масштаб, общий для всех трех случаев. Из данных эпюр можно установить, что значение отсоса значительно больше положительного давления (чем и можно объяснить случаи срывов крыш у сооружений, не рассчитанных на отрицательное давление, при боль-
0 (QL С СЮ *?/мг
1—.—.—1. 1
Рис. 83—85. Эпюры распределения ветрового давления.
ших ветрах); при этом величина наибольшего отрицательного давления достигает примерно 80 /сг/л*2, что значительно менее данных, полученных Эйффелем; это следует объяснить более выгодной формой ангара с точки зрения его обтекаемости.
Сравнивая вышеуказанные эпюры с эпюрой распределения давления на зданиях с цилиндрическими крышами (свод на земле), приведенной в нормах, можно видеть аналогичность (подобие) их.
В заключение вопросов о ветровых нагрузках можно сделать некоторые выводы:
1. Давление ветра по ограждающей оболочке ангара распределяется неравномерно и сильно различается по величине, а также и по знаку, в зависимости от формы здания, наличия отверстий в нем, направления ветра, ширины, высоты, очертания кровли и других факторов.
2. Учет отсасывающего действия ветра (изнутри наружу) является совершенно обязательным и должен производиться в соответствии с требованиями норм или, что еще лучше, на основе экспериментальных исследований.
3. Наибольшая величина положительного давления (снаружи внутрь) не превышает величины скоростного напора.
1.33


4. При проектировании сооружения (ангара) необходимо знать максимальную величину скорости ветра, а также и розу ветров для данного района.
5. Необходима дальнейшая научно-исследовательская и экспериментальная работа по изучению вопроса давления ветра на все типы ангаров.
При расчете перекрытия необходимо учитывать вес человека, который принимается равным 8.0 кг. Другие нагрузки, как, например, вес подъемных устройств и кранов принимаются по действительному подсчету в соответствии с техническими условиями и нормами на проектирование промышленных зданий.
17. 	Кровля.
Материалы, применяемые для устройства кровли ангара, весьма разнообразны; выбор того или иного материала зависит от климатических и экономических условий, а также от конструкции перекрытия ангара.
К кровле ангара предъявляются следующие требования:
а) водонепроницаемости;
б) достаточной прочности и сопротивляемости атмосферным воздействиям (ветер, снег);
в) огнестойкости;
г) соответствия срока службы кровли сроку службы основной конструкции ангара;
д) возможно меньшего веса;
е) необходимой теплоустойчивости в соответствии с температурным режимом ангара и др.
В качестве применяемых кровельных материалов можно привести следующие: а) толь, б) руберойд, в) кровельное железо, г) этернит,
д) 	волнистое железо, е) черепица, ж) цементные плиты, з) шифер, и) стекло—простое и армированное и др. Как вспомогательные материалы для устройства кровли идут: пергамин, клебе-масса, краски, лаки, смолы, каменноугольный пек, естественные и нефтяные битумы, толевые и руберойдные лаки, железноль и др.
Рассматривая перечисленные кровельные материалы со стороны обеспечения требований, предъявляемых к кровле ангаров, необходимо отметить следующее.
Все кровельные материалы, состоящие из некрупных элементов и не имеющие плотных соединений элементов в местах примыкания друг к другу, проницаемы для частиц воды, поэтому отвод воды с таких кровель может быть достигнут только устройством значительного уклона для сообщения возможно большей скорости воде. Это в ангарах делать нежелательно, ввиду увеличения их высоты и утяжеления несущей конструкции перекрытия (фермы).
К подобного рода материалам нужно отнести: черепицу, асбоцементные плиты, этернит, шифер и стекло.
Такие кровельные материалы как толь, руберойд, железо, соединяются друг с другом почти до полной водонепроницаемости в швах, а потому и уклон кровли при этом меньший.
134


В отношении прочности и сопротивляемости атмосферным воздействиям все перечисленные выше виды кровельных материалов, применяемых в ангарах, почти равноценны, за исключением толя, который при больших уклонах кровли летом течет, а зимой рвется. Толевая кровля требует поэтому частого ремонта и периодической осмолки. Достоинством толевой кровли является ее дешевизна и быстрота настилки. Качество руберойдной кровли выше толевой. Руберойд достаточно прочен, хорошо сопротивляется разрыву, мало теплопроводен и не требует осмолки и окраски. В пожарном отношении он несколько лучше толя, но все же сравнительно легко загорается.
Прежде чем разделить кровли ангаров по принципу огнестойкости, необходимо заметить, что кровля сама по себе составляет одну из частей общей конструкции перекрытия; в большинстве же ангаров (металлических, деревянных) обрешетка, опалубка, прогоны, несущая койструкция перекрытия—сгораемы, и поэтому устройство кровли, вполне огнестойкой, осуществляется сравнительно редко, только в случаях железобетонных ребристых или сводчатых перекрытий.
Учитывая это, можно разбить все виды кровель на две группы: сгораемые и несгораемые; сгораемые—толевая, руберойдная; несгораемые — железная, этернитовая, черепичная, шиферная и стеклянная.
Вес кровли имеет большое значение для проектирования ангаров, так как при больших пролетах значительная нагрузка от веса кровли, превосходящая вес самой несущей конструкции перекрытия и колеблющаяся в среднем от 30 до 60 кг)м2, значительно влияет на конструкцию как самых ферм, так и опор и фундаментов; поэтому необходимо стремиться, чтобы при соблюдении всех прочих условий вес кровли был возможно меньшим.
Данные, характеризующие веса различных кровель, были приведены в § 16.
Для более яркого представления о сроках службы кровель из различных материалов, а также установления взаимного соотношения стоимостей 1 м2 кровли со стропилами и обрешеткой и стоимости 1 л/2, приходящейся на 1 год службы, приводим табл. 15.1
Таблица 15
Род кровли
1
Срок службы в годах
Стоимость 1 У«2 со стропил. и обрешеткой
Расход на 1 м1 за срок ' амортиз. 1
Стоимость 1 м- в 1 год
Гончарная черепица
100
3 р. 12 К.
0 р. 25 к.
3,37 к.
Цементная черепица
80
3 „ 40 „
0 „ 25 „
4,57 „
Естественный шифер
80—100
5 „ 30 „
0 . 50 „
5,80 .
Этернит
50—80
4 . 90 .
0 „ 75 „
7,07 „
Железо
25—30
3 „ 23 „
2 . 25 „
18,20 „
Толь и руберойд
10-15
3 „ 15 ,
1 . 15 „
28,70 „
1 Инж. А. Грейман, Сравнительная стоимость различных кровельных покрытий.
т


Указанные в таблице стоимости нельзя, конечно, рассматривать как стоимости на данный момент, но из нее видно, как срок службы влияет на годовую стоимость кровли, и она устанавливает соотношение стоимостей различного рода кровель.
По теплоустойчивости кровли делятся на теплые, полутеплые и холодные. Теплыми называются кровли с коэфициентом всеобщей теплопередачи:
k
<0,80
нал
м2/ч/град
полутеплыми — с коэфициентом:
k от 0,80 до 1,5
м2]ч/град 5
холодными — с коэфициентом:
кал
м2!ч!град *
Повышение термического сопротивления кровли может быть произведено путем устройства дополнительной термоизоляционной прослойки из войлока, инсорита, соломита, камышита, шевелина, морозина, сфагнума, легких сортов фибролита, шлака, трепела, пемзы, пенобетона, шлакобетона и т. п. Термоизоляционные материалы применяются в виде засыпок, матов, плит или монолитного слоя. Для простейших случаев устройства полутеплой кровли часто прибегают к следующему: поверх прогонов укладывается настил толщиной 3,5 см, а снизу производится подшивка из досок 2,5 см.
Такая конструкция обладает двумя существенными недостатками: во-первых, наличие воздушной прослойки, хотя и повышает термическое сопротивление кровли, но зато и увеличивает пожарную опасность, так как проникший в прослойку огонь быстро распространяется в ней, и локализация пожара затрудняется; во-вторых, проникающий сквозь неплотности в подшивке теплый влажный воздух помещения, встречая холодную поверхность настила, конденсируется.
Последний недостаток можно устранить путем прокладки поверху подшивки слоя толя, пергамина или промасленного картона для создания воздухонепроницаемой преграды; при этом настил следует уложить по лагам, а не непосредственно по прогонам.
Засыпки из материалов органического происхождения (опилки, сфагновый торф) следует избегать; в крайнем случае их можно применять в воздушно-сухом состоянии при обязательном антисептировании.
В бытовых и подсобных помещениях, требующих устройства жилой кровли, следует рекомендовать засыпку большей части прослойки каким- либо рыхлым, малотеплопроводным материалом, с оставлением осушающего продуха.
В большинстве случаев в ангарах целесообразно отказаться от устройства подшивки, а перейти к устройству двухслойного настила, причем доски нижнего слоя (рабочего настила) должны располагаться в нормальном направлении к прогонам, доски же верхнего настила (защитного) — под углом 45° к нижнему слою. Иногда располагают оба настила крест на крест, под углом 45° к прогонам. Нормальная толщина
136


двухслойного настила равняется 6 см; она слагается из 2,5 см верхнего настила и 3,5 см нижнего настила. В‘некоторых случаях, в зависимости ог нагрузки на кровлю, расстояния между прогонами и термического сопротивления, толщина или каждого настила, или нижнего, может быть увеличена до 5 см. При устройстве двойного настила с теплоизоляцион- ным слоем (из перечисленных выше) последний прокладывается между верхним и нижним слоями.
В практике строительства США и западно-европейских стран часто применяются для устройства кровли: крупноформатная (60 X 150 см) цементная черепица (для холодных, не утепленных кровель); пемзобетонные плиты с двойным толевым ковром; железо-кирпичная плита (для полутеплой кровли) из легких, пустотелых, обожженных блоков (размерами 33 X 20 X 6 см), укрепляемых при помощи круглого или полосового железа, и клямер, при этом поверх такой плиты наклеивается рубероидный водоизоляционный ковер, теплоизоляционный же слой может быть в виде пемзы или пенобетона.
В США и в Германии находят большое применение специальные профили волнистого кровельного железа. Для холодных ангаров применяют оцинкованное волнистое железо; для теплых ангаров может быть применено неоцинкованное железо, но с покрытием внешней поверхности слоем теплого бетона.
Тепловая защита железобетонного покрытия может быть осуществлена путем укладки пробковых плит и плит торфолеума или морозина, которые обладают наибольшей стойкостью против гниения; поверх таких плит наклеивается по клебемассе толевый или руберойдный ковер. Но пробковая плита требует импортного сырья и поэтому в нашей отечественной практике ангаростроения не применяется.
Для утепления железобетонных покрытий могут быть применены: котельные каменноугольные шлаки, гранулированные доменные шлаки, пено- или газобетон. Поверх всех этих видов теплоизоляции наклеивается только руберойдный ковер.
Котельные шлаки наносятся на железобетонное покрытие толщиною 6—8 см и с внешней поверхности отделываются цементной коркой. Такой вид утепления удовлетворяет требованиям теплоизоляции. Недостатком его является большой вес (1 м3 весит 800—1000 кг) и сложность устройства на криволинейных поверхностях перекрытий. Гранулированные доменные шлаки имеют меньший объемный вес и обладают большим термическим сопротивлением, но недостатком их остается сложность производства работ по укладке на поверхности, имеющие или значительные уклоны, или кривизну.
Пено- или газобетон может быть укладываем на месте (на покрытии) в форме плиток (размерами 1000 X 1000 X90 мм), заранее приготовленных. Укладка производится по клебемассе или по жидкому известково-шлаковому раствору. Устройство цементной корки излишне, для получения же ровной поверхности необходимо провести только легкую затирку.
В Англии и некоторых других странах крыши ангаров часто покрывают целластитом. Целластит — патентное гофрированное покрытие со стальной сердцевиной; считают, что в нем соединены положительные свойства гофрированного железа и асбестового цемента без их недостатков.
137


Железо-цементная черепица по системе инж. Минара применялась при покрытии железобетонных ангаров во Франции. Такая черепица изготовлялась механическим образом и размеры ее составляли 3 X 1)25 м. Испытания на водонепроницаемость и прочность дали самые положительные результаты. Недостатком ее является значительный вес, доходящий до 70 кг\м2.
В практике ангаростроения наибольшее распространение имеют толевая, руберойдная и этернитовая кровли, а также кровля из листового железа.
Покрывать толем надо в сухую погоду и по сухой поверхности. Согласно ОСТу, толь изготавливается рулонами 1 м шириной и 15 м длиной, четырех номеров. Для постоянных ангаров покрытие толем надо производить в два слоя взакрой.
Толевая кровля требует каждые три года возобновления, покрытия кровли смолой и засыпки песком. Долговечность толевой кровли зависит от рода покрытия (в один, два слоя, по одиночной или двойной опалубке), от качества работ, своевременности ремонта (промазка и засыпка), а также и климатических условий. Нормальным сроком следует считать 8 лет.
Руберойд в противоположность толю не ломается при низких температурах и менее чувствителен к солнцу, дождю и снегу. По ОСТу руберойд изготовляется рулонами 1 м шириной и 20 м длиной, трех номеров. Покрытие руберойдом — однослойное, двухслойное и двухслойное комбинированное (нижний слой—пергамин или толь, верхний — руберойд). Руберойд наклеивается или горячей клебемассой, или холодной (руберик — изготавливаемый Ленинградским рубероидным заводом). В отличие от толя, руберойд не течет, что позволяет применять его для кровель с большим уклоном. Покрытие руберойдом так же, как и толем, необходимо производить в сухую погоду и по сухой поверхности. Долговечность руберойдной кровли выше толевой и зависит от качества материала и производства работ.
Достоинство покрытий толем или руберойдом заключается в малом весе, минимальном количестве швов и возможности сплошной склейки слоев. Благодаря этому имеется возможность устраивать пологую крышу, что весьма важно для ангаров как с точки зрения уменьшения высоты, кубатуры и стоимости, так и уменьшения веса кровли.
Недостатками толевых и руберойдных кровель является их большая повреждаемость при уборке снега, хождении людей и при воздействии низкой температуры (толь).
Такие кровли устраиваются или по сплошной опалубке, или по бетонной плите, причем прогиб отдельных досок не должен быть более 7зоо их пролета.
При кровлях из листового железа (размерами 1,4 X м> весом от 4 до 6 кг) листы укладываются на обрешетку из брусков 6 X 6 см, расположенных на расстоянии от 18 до 27 см. Эти бруски поддерживаются брусьями, опирающимися на прогоны. Каждые 4 года такая кровля требует окраски. При применении оцинкованного железа окраски не требуется и срок службы кровли повышается. К числу достоинств железной кровли относятся: легкость, прочность, хорошая водонепроницаемость, огнестойкость. К недостаткам ее —большая теплопроводность и
138


большая затруднительность окраски нижней поверхности, в силу чего на последней образуется ржавчина.
Этернит (искусственный шифер), применяемый для покрытия кровель ангаров, представляет собой соединение асбеста и цемента. Этернитовые плиты изготавливаются в виде прочных (но хрупких) пластинок размерами 30X30X0,4 см и 40X40X0,4 см, различного цвета (светлосерый, темносерый, красный). Покрытие этернитом можно производить или по рейкам, или по сплошной опалубке. Пластинки приколачиваются к обрешетке оцинкованными гвоздями, при этом дыры для гвоздей (около обрезных краев) делаются продолговатыми для возможного расширения пластинки при изменении температуры. Кроме гвоздей пластинки скрепляются противоветренными задержками, которые ставятся шляпкой вниз между двумя обрезанными краями соседних пластинок; перекрывающая пластинка надевается на задержку и конец ее загибается.
К достоинствам этернитовой кровли следует отнести: огнеупорность и водонепроницаемость. К недостаткам — значительный вес, необходимость придания кровле большого уклона, а следовательно увеличение строительного объема.
Следует указать, что вопрос устройства кровли для ангаров имеет большое значение, так как нагрузка на несущую конструкцию перекрытия от кровли представляет большую величину, превышающую собственный вес фермы, а иногда и вес снега и давление ветра вместе взятых. Поэтому, одновременно с соблюдением всех остальных требований, предъявляемых к кровле ангара, надо стремиться к уменьшению ее веса. Кроме того, вопрос отвода воды с крыши ангара имеет еще более существенное значение, чем в других промышленных зданиях, ибо крайне нежелательно допускать сток воды на стороны ангара, имеющие воротные отверстия. При проектировании кровли это необходимо учитывать, так как сток воды на сторону ворот не только мешает эксплоатации самолетов, но и затрудняет устройство отвода воды с нижних направляющих рельсов ворот.
18. 	Стены.
Нагрузки от несущей конструкции перекрытия в большинстве современных ангаров носят сосредоточенный характер; в этих случаях совершенно нецелесообразно и неэкономично передавать нагрузки от веса перекрытия (ферм, арок, свода и проч.) на стены. Подобного рода решение можно встретить только в старых ангарах.
Почти во всех ангарах, осуществленных за последнее время, сосредоточенная нагрузка от веса ферм, прогонов, кровли, снега и ветра, действующего на перекрытие, передается на отдельно стоящие железобетонные или железные стойки или опоры. Подобные опоры располагаются как по внешнему периметру ангара, так и внутри ангара, в зависимости от* планового решения ангара и типа перекрытия.
Внешние опоры ангаров могут нести двоякие функции: с одной стороны, функции несущего элемента, с другой — функции внешнего вертикального ограждения ангара.
Как было замечено ранее, требования, предъявляемые к несущей конструкции опор или стоек и к ограждающей поверхности, совершенно различны.


Железобетонные и железные опоры или стойки (дерево для опор и стоек в ангарах применяется чрезвычайно редко, только при небольших пролетах перекрытий), вполне удовлетворяя требованиям несущей конструкции, менее всего.могут удовлетворять требованиям ограждающей поверхности, вследствие их громоздкости, дороговизны, большого объемного веса и значительной теплопроводности.
В силу сказанного можно установить, что конструкция стен ангаров расчленяется на два самостоятельных по своему назначению элемента: несущие опоры или стойки и ограждающие оболочки или стены.
Наиболее распространенными материалами для заполнения стен являются: кир¬
пич, бетон, железобетон и дерево.
Часто ограждающие поверхности каркасных стен рассматриваются как заполнение пространства между системой стоек и горизонтальных балок, расположенных в одной плоскости с заполнением. В этом случае собственный вес заполнения передается непосредственно на конструкцию каркаса. Такое решение не может быть признано удачным в силу того, что передача нагрузки от собственного веса заполнения на каркас заставляет утяжелять конструкцию последнего, в то время как применяемые материалы для заполнения стен обладают достаточной прочностью, чтобы нести самих себя. Поэтому целесообразно ограждающую поверхность стены располагать рядом с каркасом в виде легкой ненесущей стены.
Благодаря этому отпадает необходимость в устройстве горизонтальных балок для ог;и- рания заполнения, а стойки и опоры будут лучше защищены от атмосферных воздействий; кладка подоконных лент упрощается и становится более экономичной, так как нет надобности в примыкании к боковым граням стоек и опор.
В ангарах небольшого пролета и высоты нагрузки, передаваемые на несущую конструкцию стены, имеют небольшую величину. В таких случаях отпадает необходимость устройства каркаса: в конструкции стены в местах опирания ферм делаются утолщения, образующие выступы в виде пилястр или так называемых лопаток.
Очень часто является необходимым для восприятия нагрузки от перекрытия (ферм) и ветра, действующего на стены и кровлю ангара, устраивать контрфорсы, которые в большинстве случаев осуществляются из железобетона или металла и очень редко из дерева.
Контрфорсы могут иметь двоякое назначение: 1) служить опорами 140
м I
Рис. 86. Контрфорс в форме монолита.
Р — опорное давление от собственного веса фермы и перекрытия с полезной нагрузкой; W — равнодействующая давления ветра на стену ангара и перекрытия в пределах двух контрфорсов и с учетом отсоса; Qi — вес контрфорса до уровня пола ангара; Q2 — давление от продольной стенки с переплетами и стеклами;
и Q4 — вес соответствующих частей контрфорса ниже уровня земли.


для восприятия ветровой нагрузки, приходящейся на стену и кровлю, обеспечивая устойчивость стены, и принимать на себя нагрузку от перекрытия (вес ферм, прогонов, связей, кровли, снега и проч.); 2) обеспечивать устойчивость и прочность опорной стойки от действующих горизонтальных и вертикальных сил (распор и вертикальная реакция), передаваемых через опору несущей конструкцией перекрытия, и воспринимать на себя ветровую нагрузку, приходящуюся на стену и кровлю.
В первом случае контрфорсы обыкновенно устраиваются сплошными из железобетона, напоминающими по своей форме усеченную пирамиду (рис. 86).
Расчет такого контрфорса производится согласно правилам строительной механики на прочность, устойчивость и скольжение.
В качестве примера рассмотрим расчет железобетонного контрфорса для сводчатого перекрытия (свод Шухова-Брода) пролетом 2 3,6 м и стрелой подъема 5,0 м. Кривая свода очерчена по дуге круга. Вследствие малой толщины свода, последний обладает относительно малой жесткостью. Поэтому, для использования пространственной жесткости прогоны опираются на торцевые и промежуточные арки (ребра жесткости), поставленные на расстоянии 5,0 м друг от друга. Контрфорсы расположены через 5,0 л/ в местах затяжек арок.
Затяжки ставятся на расстоянии 2,5 м и воспринимают весь горизонтальный распор свода. Опорная реакция составляет округленно 1500 кг/м при невыгоднейшей комбинации нагрузок. Тогда опорное давление от собственного веса перекрытия с полезной нагрузкой равно Р = 1500 • 5 = 7500 кг. Давление ветра, согласно расчету ветровых связей, на стену:
W= 80 кг/м2.
Сечение контрфорса: по верхней плоскости 0,40-0,25 м; по плоскости уровня земли 0,75-0,25 м. Остальные размеры контрфорса указаны на рис. 87.
Вес контрфорса до уровня пола ангара:
Qy = 0,25 - 4,55 • (0,40 + 0,75)• 0,50 ♦ 2400 = 1560 кг.
Давление от продольной стенки с переплетами:
Q2 = 0,13-1,48-1600-2,5+ 0,25-0,27-1600-2,5 + 3,0-5,0-10=1190 кг.
Давление от ветра на круглую плоскость ангара условно примем:
Wy = 20 кг/м2.
141


Общее давление ветра (расчетное) принимаем, распределяя давление ветра на кровлю между обоими контрфорсами; на подветренную сторону приходится б/8 и на противоположную 3/8:
W = 80-4,50* 5,020 • 5,0 • 5,0 - 3/8 = 1800 —|— 188 = 1988 кг.
Сечение на уровне земли.
Действующие силы:
Р=7500 кг Qy = 1560 „
Q2= 1190 „
W = 1988 „
Опрокидывающий момент от давления ветра:
Mw= 1988-2,80 = 5566 кгм.
Удерживающий момент от вертикальных сил:
М = 7500*0,20 + 1190*0,15 -f- 1560*0,27 =
= 1500+ 178,5 + 421,2=: 2099,7 кгм.
Расчетный момент:
М = 5566 — 2100 = 3466 кгм.
Подбор сечения.
Принимаем сечение 25 X 75 см\ учитывая двойную арматуру по таблицам Залигера № 72, имеем при сг^ = 50 кг/см2:
ве = 1250 кг/см2; 3 = ~° =25; *' = ^ ~ 0,0416;
т) = 0,00068; Г = 0,0783; tj' = 0,0128;
^==5¥ТЖ + °’00068-25,72 = 6’77 см2‘
(Количество стержней принимаем при конструировании.)
р' 0,0783-346 600
te~~ 50*72
— 0,0128*25*72 < 0.
Принимаем конструктивно на случай обратного действия ветра 50°/п~3,4 см2.
Определение давления на грунт.
Вес контрфорса ниже уровня земли:
Q8 = ^75 + 2,50 - 0,25-2400-1,55 ^ 1520 кг. Q4 = 2,55-0,20-0,60-2400^730 кг.
142


Положение равнодействующей вертикальных сил:
г__ 7500-1,75 + 1560-1,82 + 1190.1,70 + 1520-1,60+ 1,35-730
' С ~ 7500 + 1560+ 1190 + 2250 '
21410 - --
■ = 1,71 М.
12 500
Определение равнодействующей горизонтальных сил (рис. 88): ^ 1800-7,25+ 1,88-2,5 с
Ci= ш = 6>70-
Положение (рис. 89):
равнодействующих вертикальных сил и ветровой нагрузки
1988-4,55 = 12 500-_у; у = 0,725 м.
Рис. 88. Определение по- Рис. 89. Определение положения равнодей- ложения равнодействую- ствующей вертикальных и горизонтальных сил.
щей горизонтальных сил.
Эксцентриситет £ = 0,725 — 0,435 = 0,290 м. Давление на грунт:
<т,
12 500 , 12 500-29-6
255•60 — 60-2552
0,82 + 0,57
агр. max — 4- 1,39 KZjCM2 <Тгр. min ==+■ 0,25 „
Во втором случае, когда контрфорс служит для обеспечения устойчивости и прочности опорной стойки от действующих горизонтальных (распор) и вертикальных сил, передаваемых через опору несущей конструкции перекрытия, а также для восприятия на себя ветровой нагрузки, приходящейся на стену и кровлю ангара, расчет производится по невыгоднейшему случаю загружения внешними силами (основные плюс случайные силы, с учетом отсасывающего действия ветра) на основании правил строительной механики и с учетом рода материалов контрфорса и опорной стойки.
143


На рис. 90 и 91 приведены две схемы контрфорсов. На первой из них контрфорс осуществлен из металла, на второй из железобетона.
Порядок расчета в этом случае устанавливается следующий: по определении наибольшей величины реакции, последняя раскладывается на горизонтальную и вертикальную составляющие; на вертикальную реакцию (обратного направления) рассчитывается опорная стойка, или колонна; горизонтальная составляющая (распор), в свою очередь, раскладывается на два направления — вертикальное и наклонное (по направлению оси контрфорса), после чего производится подбор сечения стойки и подкоса.
В случае, если стойка и подкос (контрфорс) образованы из монолитного материала, например железобетона, причем в месте схождения стойки и подкоса образуется жесткий узел, весьма целесообразно произ¬
вести расчет, пользуясь каким-либо из способов расчета жестких рам, после чего, применив методы расчетов железобетонных сооружений, подобрать и проверить сечение стойки и подкоса.
В качестве примера рассмотрим расчет колонны с контрфорсом заднего фасада ангара, имеющего размеры в плане 63,0 X 41,0 м (рис. 92).
Чертеж представляет собой продольный разрез ангара, ворота его расположены в плоскости АЕ.
Колонна работает на: 1) вертикальную нагрузку — опорная реакция
от фермы ABCD; 2) ветровое давление, воспринимаемое фасадом и передаваемое на колонну по нижнему и верхнему поясам фермы ABCD; 3) ветровое давление, воспринимаемое задним фасадом.
Ветер слева: Ветровое давление, передающееся через верхний
пояс фермы ABCD.
Площадь ветровой нагрузки:
nun.uyvupLU Cm0UHlJ
Рис. 91. Схема контрфорса из железобетона.
контрфорса
Рис. 90. КонтрфО[ с из металла.
12,9 • 3,2 — 41,5 м*
(12,9—расстояние между двумя соседними фермами). 144


Давление ветра принимаем:
w = 120 кг/м2.
Воспринимаемое усилие:
W= 120-41,5 ^4975 кг.
Усилие, передаваемое по наклонному верхнему поясу при угле наклона кровли 8°:
TV/ 4975 497о гплп
W. = —^ = 5040 кг.
1 cos 8 0,99
Усилие, действующее на решетку фермы:
W2 = 4975 tg8° = 4975-0,14 = 700 кг.
Ветровое давление, передающееся через нижний пояс фермы ABCD*
D
Рис. 92. Контрфорс колонны заднего фасада ангара
Площадь ветровой нагрузки:
12,9*(4,44-3,2)= 12,9*7,6^98 м\
Воспринимаемое усилие:
W2= 120*98 = 11 760 кг.
Опорная реакция фермы ABCD в точке В от постоянной и временной нагрузки:
Рх = 42 480 кг.
Опорная реакция от постоянной нагрузки:
Р2 = 21 240 кг.
Силу W перенесем в точку В, за счет чего создастся дополнительный момент:
М = 4975*86 = 427 500 кгсм.
Кроме этого в точке В действует сумма горизонтальных сил: №4-U72= 4975 4- 11 760= 16 735 кг Эту сумму горизонтальных сил раскладываем на два направления:
Ю А. Л. Безвиконяый 437 1 46


1) На вертикальное, вызывающее растяжение в колонне:
Р3= 16 735 tg 60° = 16 735.1,732 = 28 900 кг.
2) На наклонное (по направлению оси подкоса), вызывающее
16 735 16 735
сжатие подкоса:
cos 60е
0,5
= 33 470 кг.
Таким образом имеем, что к опорной стойке 'с контрфорсом при действии основных и случайных сил (ветер слева) приложены следующие силы (рис. 93):
Рх = 42 480 кг;
Р2 — 21 240 кг
Рис. 93. Расчетная схема действующих на контрфорс и колонну.
(опорная реакция от постоянной нагрузки);
М = 427 500 кгем;
Я3 = 28 900 кг (растяг. колонну);
РА = 33 470 кг . (сжим, контрфорс).
Ветер справа: На вершину колонны передаются две опорные реакции ветровых ферм (с обеих сторон). Величину их примем, согласно расчету ветровой фермы, 3870 кг:
1^ = 2-3870= 7740 кг.
Местная ветровая нагрузка на верхушку колонны:
W2 = 6,45 • 1.1201= 765^2
(6,45 м — расстояние между колоннами по заднему фасаду; 1 м — при нято условно для округления вместо 0,86 м).
Полная нагрузка на вершину колонны:
W[ + W'2 = 7740 + 765 = 8505 кг.
Силу, действующую на вершину колонны, переносим в точку В. Момент от перенесения силы:
М = 8505.86 = 732 300 кгем.
Действие ветра на среднюю часть колонны:
Площадь ветровой нагрузки
6,45.(4,4 + 1) = 6,45.5,4 = 34,8 л2.
Воспринимаемое усилие
Ws — 34,8» 120 ~ 4175 кг.
146


Итого в точке В действует суммарная горизонтальная сила:
U7'_j_ 1^3= 8505 + 4175= 12 680 кг.
Раскладываем эту силу на два направления — вертикальное и по направлению подкоса:
Р' = 12 680 tg 60э = 12 680* 1,732 = 22 000 лгг,
получаем силу, вызывающую сжатие колонны.
/ _ 12 680 2 cos 60°
12 680 0,6
25 360 кг,
получаем силу, вызывающую растяжение подкоса. Комбинации нагрузок для колонны:
1. 	Полная нагрузка без ветра:
Рх = 42 480 кг.
2. Полная нагрузка при ветре справа:
Рх -)- р\ = 42 480 + 22 000 = 64 480 кг.
3. Полная нагрузка и момент, изгибающий вершину колонны (при ветре справа):
Рх = 42 480 кг\ Ж = 732 300 кгсм.
Принимаем сечение колонны “||”№ 30;
(0 = 62,30-2 = 124,60 см\
Jx = Jmin = 8361-2 = 16 722 см*\
Wх = 557 • 2 = 1114 см3; гх = гу— 11,69 см.
Верхняя часть колонны:
Сжатие по длине 100 см от силы Pt = 42 480 кг, М = 732 300 кгсм. Гибкость:
I _ 100 г ““11,69
8,6.
Коэфициент ср уменьшения основного допускаемого напряжения при продольном изгибе по Е. Н. С. П.:
ср = 0,99; (оср = 124,6-0,99^ 123 см2.
Напряжения:
_ Рх - Af 42 480
акр •" W ~ 123
732 300 1114
346 + 657 = 1003 кг/см\
Нижняя часть колонны:
Сжатие от сил Р\ -\-Р\ = 64 480 кг по длине 880 см. Местный изгиб колонны от ветра:
Площадь ветрового давления
6,45-8,8^57 м2.
147


Давление ветра принимаем:
/И =
Wt=\00 кг)м2;
]У4 = 100-57 = 5700 кг.
W^t 5700-880 _ ЛООЛЛЛ £- = ^ ~ 628 000 кгсм.
Гибкость:
/ _ 880 г 11,69
Напряжения: *1 =
ср = 0,706;
соср = 124,6-0,706^88 см'2.
64 480 . 88 '
628 000 ' 1114
= 733 -f- 564 — 1297 кг/см*.
Комбинация нагрузок для подкоса:
1. Сжатие подкоса при ветре слева и полной вертикальной нагрузке:
/>4 = 33 470 кг.
2. Растяжение подкоса при ветре справа:
/>2= 25 360 кг.
Подбор сечения производим для случая сжатия подкоса на длине /= 10,2 м.
Принимаем сечение контрфорса ”| |~ № 20; со = 33,93- 2 = 67,86 см2;
: 2018-2 = 4036 см*;
/4036 „ -
ж = 7>7 см■
Гибкость:
I
г
1030
777
134;
Напряжения:
со = 0,380;
ш<р = 0,380 -67,86 ^25,75 см2.
33 470 25,75
1300 KzjcM2 < 1400 кг)см2.
После этого остается рассчитать фундаменты под колонну и контрфорс.
Возвращаясь непосредственно к вопросу о самих стенах, следует сказать, что стены в виде массивов устраиваются в постоянных ангарах, причем очень часто они возводятся из кирпича или бетона.
Кирпичные стены менее теплопроводны, чем стены из естественного камня. При толщине стены в 21)2 кирпича коэфициент теплопроводности равняется 0,69, и в то же время кирпич обладает сравнительно значительной прочностью.
Допускаемые напряжения для пористого кирпича в зависимости от раствора колеблются от 7 до 9 кг/см:2, для пустотелого кирпича
ИЗ


— от 8 до 11 кг/см2, для кирпича (ОСТ—3702) с временным сопротивлением сжатию не менее 60—80 кг/см2 —от 11 до 13 кг/см2 и для него же, но при временном сопротивлении не менее 120 кг/см2 —от 11 до 20 кг/смг.
Возведение бетонных стен может быть производимо двумя способами:
1) укладкой бетона в опалубку по форме стены (со всеми выступами, отверстиями и т. п.) на месте постройки ангара;
2) укладкой заранее изготовленных бетонных камней.
Стены, возведенные первым способом, отличаются своей монолитностью, прочностью и плотностью, причем если они имеют засыпку каким- либо материалом плохой теплопроводности, то при толщине стены в 45—55 см она не промерзает в самые сильные морозы. Коэфициент теплопроводности таких стен колеблется от 0,40 до 0,60.
Недостатком бетонных стен является необходимость самого тщательного выполнения работ (повышенного надзора). ,
Фахверковые стены с деревянным остовом и заполнением кирпичом обладают рядом недостатков:
1. Остов стены имеет меньшую прочность и сопротивляемость атмосферным действиям, чем заполнение.
2. Неравномерность осадки остова и кладки, так как деревянные стойки почти не дают никакой осадки, кирпичная же кладка садится довольно значительно, в силу чего появляются трещины между кладкой и обвязкой.
3. Загнивание деревянных частей, соприкасающихся с каменной кладкой.
4. Полное обрушивание стены при пожаре.
В настоящее время такие стены применяются в строительстве ангаров чрезвычайно редко.
Фахверковые стены с железным остовом не имеют перечисленных выше недостатков стен с деревянным остовом, но в силу своей большой теплопроводности пригодны лишь для холодных ангаров.
Расчет кирпичных стен обычно сводится к определению напряжений в кладке и в наиболее опасных частях (в простенках) и к поверке напряжений в местах заделки балок. Кроме того, рассчитываются оконные и дверные перемычки. При большой высоте кладки над перемычкой нагрузка на перемычку исчисляется по параболическому очертанию, с углом обрушения а от 60° до 75°, в зависимости от качества кладки и материала, что дает высоту параболы от 0,43 до 0,93 пролета /.
Обозначая через у — вес 1 м2 кладки, мы можем установить, что наибольшая нагрузка на 1 пог м будет Р=у/г, а величины моментов соответственно: М = 0,1042Р/2 = 0,045у/8 и М = 0Д042Р?2 = 0,097-у/3.1
Указанные значения моментов относятся к перемычкам с незащемлен- ными концами, так как защемление может учитываться йри значительной заделке концов. В большинстве случаев перемычки заделываются настолько, чтобы не превзойти допускаемые напряжения на материал кладки стены.  11 Подробности расчета изложены в книгах: Залигер, Железобетон, и Молотило в, Теория и практика железобетона., ч. I.
149


При каркасных стенах производится подробный расчет железобетонного каркаса. Стойки каркаса при значительных пролетах и высотах рассчитываются точными методами, при обычных пролетах можно ограничиться приближенными способами расчета. Прогоны, связывающие стойки рам, являются обвязками — цокольной, карнизной—и в тоже время служат перемычками для окон.
Обвязки рассчитываются как многопролетные неразрезные балки, находящиеся под действием постоянной нагрузки от заполнения стены, собственного веса перекрытия и временной нагрузки, приходящейся на обвязку.
19. 	Полы.
Полы в ангарах устраиваются в зависимости от назначения ангара и в соответствии с его основной конструкцией.
По роду материалов полы могут быть: а) земляные, б) глинобитные, в) бетонные, г) асфальтовые, д) деревянные, е) цементные, ж) плиточные и з) торцевые.
Требования, предъявляемые к полам, довольно многообразны. Пол в ангаре должен быть:
а) гладким, ровным, не способствующим образованию пыли, без щелей и не должен препятствовать содержанию помещения в чистоте;
б) водонепроницаемым и огнестойким;
в) иметь хорошую сопротивляемость действию бензина, масла, воды и щелочей;
г) не разрушаться от падения тяжелых предметов;
д) допускать устройство уклона.
Как видно из перечисленных требований, к полам ангаров предъявляются требования—не меньшие, чем к полам промышленных зданий. Нужно особенно следить, чтобы полы ангаров не допускали образования пыли, так как пыль чрезвычайно вредно отражается на работе винтомоторной группы, сокращая срок ее службы. Кроме этого, большое значение имеет водонепроницаемость и сопротивляемость конструкции пола действию воды, масла, бензина и проч. Устройство уклона необходимо как для беспрепятственного отвода воды из ангара наружу, так и для облегчения вывода самолетов из ангара (что особенно важно для тяжелых ма г,ин).
Во временных и переносных ангарах полы устраиваются преимущественно земляные или глинобитные, так как в таких ангарах главное требование заключается в обеспечении отвода воды и в улучшении естественных качеств местного грунта. Земляные полы устраиваются непосредственно по спланированной поверхности грунта посредством плотной укатки земли катками, причем для большей плотности иногда добавляется глина.
Для устройства глинобитного пола необходимо уложить на спланированную и очищенную от верхнего растительного слоя поверхность слой сырой глины, после чего сильно утрамбовать его, смачивая при этом поверхность водой. Трамбование производится до тех пор, пока след от трамбовки не перестанет исчезать. Толщина такого пола колеблется в пределах 25—35 см.
150


Глинобитные полы дешевы, достаточно прочны, обладают полной невозгораемостью и водонепроницаемы. К числу недостатков таких полов следует отнести: пучение при морозе, размягчение при действии
воды, трудность поддержания их чистоты и ровной поверхности.
Для полов в постоянных ангарах применяются все остальные виды материалов, кроме земли и глины. В большинстве ангаров, сооруженных в последнее время, устроены бетонные полы с цементной затиркой.
В постоянных ангарах такие полы осуществляются следующим образом: поверх соответствующего уплотненного грунта или специальной подготовки из щебенки укладывается слой бетона марки М-90 толщиной до 10—15 см; его уплотняют трамбованием. На этот слой укладывается слой бетона марки М-130 толщиной около 6 см, который потом железнится.
С целью предотвращения вредных температурных воздействий (растрескивания) и для простоты ремонта вся площадь пола ангара разбивается при помощи досок или реек на квадраты стороной около 2 м. Разбивка производится точно по нивеллиру. Стороны квадратов отделяются друг от друга или изолирующими прокладками (толем), или же заливаются гудроном или асфальтом, которые после затвердевания бетона играют роль температурных швов. Достоинством таких полов является простота производства работ, их сравнительная дешевизна, прочность и легкая возможность отвода воды.
Ремонт бетонных полов чрезвычайно прост, благодаря бетонированию по квадратам. Такие полы огнеупорны, не проницаемы для воды при отсутствии трещин и имеют меньшую сопротивляемость движению по сравнению с другими (асфальтовыми и торцевыми). Недостатками их являются: жесткость и теплопроводность, разъедаемость кисло¬
тами, а также и то, что они быстро отшлифовываются и становятся скользкими.
Несмотря на указанные недостатки, бетонные полы получили широкое применение в ангаростроении как для внутренней площади, так и для наружной (аппарели и приангарные площадки).
Подготовка основания для асфальтового пола устраивается так же, как и для бетонных полов, т. е. поверх утрамбованной подготовки укладывается слой бетона толщиной 10—15 см. Через 5—7 дней на бетон накладывают слой горячего асфальта толщиной 2 см и разравнивают его специальными катками или гладилками (при ручном способе).
Асфальтовые полы имеют довольно высокую стоимость, но непроницаемы для воды, прочны, хорошо сопротивляясь действию воды и мороза, а также ударам и истиранию, имеют ровную, нескользкую и в то же время нежесткую поверхность, хорошо выдерживают действие кислот и щелочей, огнестойки и л.гко ремонтируются.
К недостаткам асфальтовых полов относятся: мягкость, благодаря
которой на них остается след от действующих грузов, разрушаемость от действия масла, образование мелкой пыли от частой ходьбы, дороговизна и большая сопротивляемость движению.
В некоторых случаях в постоянных, а также в стационарных временных ангарах устраиваются деревянные полы на лагах. Для этого поступают следующим образом. Удаляют верхний растительный слой земли
т


(примерно на 20—25 см); все пространство между фундаментами, до высоты на 25 см ниже чистого пола, засыпают чистым и сухим строительным мусором и плотно его утрамбовывают; на этой подготовке на расстоянии в 1 м (по центрам) кладут столбики из кирпича по 2 в ряд и 2—3 кирпича в высоту; по столбикам укладывают лаги (6—7-см сосновые получистые доски), концы которых кладутся на обрезы фундаментов по доске-прокладке; поверх лаг настилается непосредственно чистый пол. При сырой почве по мусорной подготовке укладывается слой бетона от 9 до 12 см толщиной, заливаемый сверху цементным раствором (1:1,5; 1:2) на толщину от 2 до 4 см. Лучшей изоляцией является слой асфальта в 1,5 см или заливка бетона гудроном. По изолирующему слою ставят столбики, а по ним уже укладывают лаги.
При очень сырой почве, прежде чем класть строительный мусор, на грунт укладывают жидкий слой глины.
Достоинства полов на лагах: небольшая стоимость, прочность и
незыбкость, хорошая предохраняемость от грунтовой сырости (при соответствующем устройстве подготовки и изолирующего слоя) и простота производства работ.
Недостатками таких полов являются: неогнестойкость, образование
щелей, способствующих загрязнению, водопроницаемость и плохая сопротивляемость действию бензина, воды и масла.
Для устройства торцевых деревянных полов после снятия верхнего растительного слоя накладывают слой песку в 10 сму затем покрывают бетоном на толщину в 10 см, на который уже укладывают торцы.
Торцы вырезаются из сосновых или дубовых досок высотой 10—15 см при толщине 7—8 см или многогранных брусков высотой около 18 см. Торцы пропитываются противогнилостными веществами; если это не сделано, их на постройке опускают в постоянно*подогреваемый карболинеум и затем высушивают на воздухе.
Торцы кладут или прямо на бетонную подготовку, или на асфальт (наносимый на бетон). Между торцами в вертикальной плоскости оставляется зазор (с помощью реек внизу или выступов на торцах), чтобы пол не коробился. Зазоры заливаются горячим гудроном. В целях экономии иногда их засыпают сухим песком, а потом гудроном.
Плиточные полы устраиваются путем настилки плиток по подготовке из бетона. Настилка производится на цементном растворе (1:3) по маячным плиткам с проверкой ровности укладки уровнем.
Достоинства таких полов: они не боятся действия воды, кислот,
щелочей, температурных влияний, хорошо моются и почти не истираются. Недостатки их: высокая стоимость, большая теплопроводность (холодный пол), жесткость и затруднительность ремонта. В силу этих соображений такие полы следует устраивать не в самом ангаре, а в уборных, умывальных и в некоторых специфических цехах.
Особенно следует отметить, что устойчивость верхней одежды пола зависит от основания одежды, от степени сжимаемости постели и от величины и степени неравномерности передаваемой на пол нагрузки.
Чем слабее грунт, чем больше передаваемые нагрузки, тем больше должна быть толщина обработанного уплотненного грунта.
152


Глава V,
ВОРОТА АНГАРОВ.
20. 	Требования, предъявляемые к воротам эксплоатационно - производственным процессом.
Ворота ангаров предназначаются для выполнения двоякого рода функций:
1) обеспечить беспрепятственный ввод и вывод самолетов или гидросамолетов;
2) служить защитой, совместно с другими ограждающими поверхностями ангара, от вредных воздействий атмосферных условий (дождь, снег, ветер, пыль, изменения температуры) на хранящиеся в ангаре самолеты и имущество, а также обеспечивать возможность производства необходимых работ при любом состоянии погоды.
Уже из предыдущего изложения можно установить большое значение ворот ангара как одного из основных элементов всей конструкции ангара в целом.
Для технически правильного и рационального проектирования ворот ангаров необходимо соблюдение ряда условий, обеспечивающих как выполнение требований эксплоатации самолето - моторного парка, так и требований, предъявляемых к самой конструкции ворот производственным процессом, происходящим внутри ангара, прочности, надежности в работе и т. п.
Перейдем к выявлению и рассмотрению этих требований.
Для обеспечения ввода и вывода самолетов или гидросамолетов из ангара после возвращения с полета и перед отпрпвлением в полет, а также во внезапных случаях (пожар, тревога и пр.) ворота ангара должны открываться и закрываться вне зависимости от состояния погоды, т. е. конструкция ворот в целом должна обеспечивать бесперебойность и безотказность их действия. При механизированном открывании и закрывании ворот должно быть предусмотрено ручное открытие и закрытие ворот на случай порчи механизмов или прекращения* подачи энергии.
С целью сокращения времени пребывания самолетов, а также и людейг до полета и после полета под открытым небом в ненастную погоду и ограничения теплопотерь в отапливаемых и утепленных ангарах* ворота должны открываться и закрываться в возможно короткие сроки.
Для этого необходимо, чтобы пути, проходимые воротами при иг открывании и закрывании, были наименьшие, а механизмы просты и сопротивление движению невелико.
Для уменьшения приангарной площади, разрывов между ангарами,, необходимых для маневрирования самолетов и соблюдения пожарных требований, а также для уменьшения занимаемой внутренней площади ангара воротами в их открытом состоянии, ворота должны в открытом и закрытом положении, а также и в период открывания, занимать наименьшее пространство в соответствии с генпланом аэропорта или гидропорта.
Для одновременного вывода определенного количества самолетов ангар должен иметь определенное количество ворот (ангары одно-
15а


зоротные, двухворотные, трехворотные, четырехворотные и т. д.) в соответствии с требованиями генплана аэропорта и типом * перекрытия. Размеры отдельных ворот определяются количеством одновременно выводимых в одну сторону самолетов, их типом (габаритными размерами) и способом вывода (прямой или боковой).
Для поддержания определенного температурного режима и соответствия конструкции ворот в отношении теплосохранения и водонепроницаемости конструкции прочих ограждающих оболочек ангара ворота ангара должны быть, в такой же степени как кровля и стены, тепло- и водостойки.
Система и конструкция ворот должны быть простыми, допускающими легкий ремонт и быструю за иену отдельных элементов.
Конструкция ворот должна отвечать всем условиям прочности, устойчивости и обладать возможно меньшим весом.
С целью большей и равномерной освещенности объема ангара необходимо производить остекление части площади ворот.
Для прохода людей и проноса некрупного оборудования или инструмента в воротах должна быть устроена дверь размером от 2 до 3 м в высоту и 1,0 до 1,5 м в ширину.
Длина воротного проема (в открытом состоянии) должна обеспечивать беспрепятственный вывод и ввод самолетов или гидросамолетов в соответствии с принятым основным типом планировки, причем зазор между крайней точкой плоскости крыла самолета и полотнищем ворот в предельном открытом их положении в момент прохода самолета через ворота не должен быть менее 0,5—0,75 м (желательно 1 м} а в некоторых случаях и более — для крупных самолетов).
Зазор между двумя самолетами в момент их одновременного прохода через ворота не должен быть менее 1,0 м (для крупных 1,5—2,0 м).
Напомним, что высота ворот может быть определена по формуле (6)
<СГР-53)! „>ft + (+s + „,
где Н — необходимая высота ворот в метрах;
h — высота самолета от нижней точки шасси (поплавка или лодки) до его верхней точки в горизонтальном положении продольной оси самолета (верхняя точка лопасти винта в ее вертикальном положении или верхняя точка хвостового оперения, в зависимости от типа самолета или гидросамолета); t—высота тележки, если она применяется;
5 — высота рельсовых путей, служащих для вывода самолета (если они имеются)*;
и — зазор между верхней точкой самолета (см. объяснения значения для h) и нижней поверхностью направляющих гребенки.
Для быстроты, легкости и удобства открывания ворот, а также «прочности и простоты конструкции различные типы ворот, применяемые в настоящее время в ангарах, делятся на отдельные части — полотнища или секции. При этом каждая секция снабжается механизмами (ролики, шарниры и проч.) для передвижения или вращения (или то и другое вместе).
Время полного открытия ворот, в зависимости от их протяженности (площади) и способа открытия, колеблется в пределах: а) при
154


ручном открывании от 2 до 10 мцн., б) при механическом от 0,5 до 5 мин.
Конструкция отдельных секций и устройство механизмов для передвижения должны быть такими, чтобы требуемая мощность при начале движения створки или секции не превосходила при ручном открывании силы 1—2 человек.
21. 	Типы и элементы ворот.
Рис. 94. Схема раздвижных створных ворот.
Материал ворот должен соответствовать материалу и требованиям прочих ограждающих оболочек ангара. Для всех ангаров материал и конструкция ворот должны обеспечивать водонепроницаемость, для отапливаемых — нетеплопроводность и огнеустойчивость, а для отепленных ангаров—теплопроводность ворот должна быть одинакова со стенами и кровлей ангара.
Ворота, обычно, состоят из ряда створок (полотнищ) или секций, соединенных или несоединенных между собой.
Первые представляют собой тип так называемых гармо- никбобразных ворот, разбивающихся на уравновешенный и неуравновешенный подтипы. Вторые можно разделить на створные ворота, раздвигающиеся при открывании, с движением по прямому или криволинейному направлениям, и на подъемные ворота, вращающиеся вокруг горизонтальной оси, расположенной в плоскости нижнего пояса фермы. Следует заметить, что раздвижные створные ворота могут иметь все створки расположенными в одной плоскости или же в нескольких параллельных плоскостях. В первом случае створки имеют для передвижения один направляющий рельс, состоящий из двух прямых участков и кривой вставки; во втором случае—направляющих рельсов может быть несколько (в большинстве случаев 3—4) в зависимости от пролета ворот, условий размещения ангаров на аэродроме и длины отдельных створок.
На рис. 94—100 соответственно изображены схемы и общий вид раздвижных створных (рис. 94 и 95), гармоникообразных уравновешенных (рис. 96) и неуравновешенных (рис. 97 и 98) и подъемных ворот ангаров (рис. 99 и 100).
Раздвижные створные ворота, изображенные на рис. 94 и 95, представляют собой наиболее простую и распространенную конструкцию ворот ангаров. Этот тип ворот может иметь движение при открывании либо по прямому направлению в сторону ангара (с заходом в специальные пристройки, так называемые убежища), либо по криволинейному направлению с заходом внутрь ангара, вдоль его глубинных стен.
Число створок раздвижных ворот устанавливается в зависимости от длины воротного проема; возможной длины убежища в условиях данного генплана: веса одной створки (для возможности передвижения ее силой одного-двух человек); возможно наименьшего числа направляющих путей. Обычно в подобном типе ворот ведущие ролики укрепля-
155


ются внизу, а отбойные (служащие для передачи ветрового давления, приходящегося на створку, и предотвращения возможности заклинивания) поверху каждой створки.
Рис. 95. Общий вид раздвижных створных ворот.
На рис. 94 показана схема раздвижных створных ворот с Стремя направляющими рельсами и шестью створками. Достоинства такого типа ворот: простота их конструкции и дешевизна по сравнению с остальными типами.
Рис. 96. Схема уравновешенных ворот ангаров.
1 — створки ворот в начале открывания, 2—шарниры створок, 3— ролики (ведущие) створок, центрально укрепленные на вертикальной оси, 4—створки в собранном состоянии.
ц
Рис. 97. Схема неуравновешенных ворот ангаров.
1 — направляющие, 2 — створка, 3— шарниры и ролики, 4 — свободные шарниры, а, а', а* — переменный угол открытия створок.
Недостатки: большая щелеватость, способствующая проникновению холода и пыли; наличие нескольких рядов направляющих рельсов, усложняющих эксплоатацию ворот и требующих большого ухода за ними (очистка от грязи, сколка льда и т. п.); затруднительность механизированного открывания и закрывания ворот.
156


Общая схема неуравновешенных гармоникообразных ворот представлена на рис. 97. Как видно из рисунка, неуравновешенный тип гармоникообразных ворот состоит из отдельных створок, шарнирно соединенных между собой и консольно подвешенных к вертикальным осям роликов как нижних — направляющих, так и верхних — отбойных.
Рис. 98. Общий вид неуравновешенных ворот ангара.
Следует иметь в виду, что у ворот этого типа имеются только одни нижние и одни верхние направляющие, обычно располагаемые вдоль нижнего пояса фермы.
Ввиду оригинальности разрешения вопроса о неуравновешенном гармоникообразном типе ворот ангаров, следует остановиться на нем подробнее как на типе, получившем в последнее время широкое распространение в ряде ангаров (Мюнхен, Берлин—Темпельгоф, Амстердам и проч.).
Общий вид (изнутри) ангара с открытыми воротами показан на рис, 101; ангар имеет в плане 96 X 40 ж2, воротные отверстия высотой 8 м и свободной длины 48 м.
157


Осуществленная конструкция ворот показана на рис. 102.
Каждое из воротных отверстий, имеющих 48 м в ширину и 8 м в высоту в свету, закрывается одним воротным створом, щим из 20 поворачивающих- . ,
ся створок и одной передней неповорачивающейся направляющей створки.
Стальной остов каждой воротной створки состоит из железной рамы корытного
в свету состоя-
Рис. 99. Схема подъемных Рис. 100. Общий вид подъемных ворот ангара, ворот ангара.
Ш ’
Рис. 101. Общий вид ангара с гармоникообразными воротами.
профиля с двумя поперечными распорками двутаврового сечения, с нижними, придающими жесткость, накладками из листового металла, и диагоналями из углового железа. Заполнение сделано из шпунтовых сосновых досок толщиной 3 см. Соединение створок между собой осуществляется при помощи полос из литой стали с бронзовыми втулками.
158


Разрез а-а Разрез b-b
Рис. 102. Конструкция гармоникообразных ворот.


Вертикальную нагрузку воспринимает тележка на двух роликах., установленных на шариковых подшипниках; горизонтальную—имеющиеся сверху и снизу несущие и направляющие ролики. Тележка движется по рельсу. Для направления верхних и нижних роликов предусмотрены боковые полосы из углового железа, идущие над всем воротным отверстием параллельно друг другу и только в конце отверстия разветвляющиеся в виде стрелок, что заставляет отдельные створки складываться внутрь, одну за другой. Под нижним рельсом и нижней направляющей устроен канал, через который проходит трос для управления воротами. Под этим тросом имеется большое пространство, куда собираются песок и грязь, которые всегда накапливаются под воротами и создают значительное сопротивление их движению. Кроме того, этот канал имеет еще то преимущество, что зимой в него может просачиваться вода от тающего снега, благодаря чему предупреждается обледе¬
нение ворот; для открывания и закрывания ворот достаточно сильг одного человека без особых вспомогательных инструментов. Ворота приводятся в движение посредством проволочного троса, перекинутого через изменяющий направление движения и ведущий ролики, и проходящего через лебедку. Электрическая лебедка была здесь впервые сделана как лебедка с рабочим шкивом, у которой приводятся оба желобчатых диска так, что при правильно установленном натяжном приспособлении не может получиться скольжения троса, даже при сильной смазке. Если принять во внимание, что каждая половина ворот весит приблизительно 20 т, то становится понятным большое значение, которое имеет правильный выбор конструкции несущих и направляй щих роликов и рельсов, лебедки и мотора. Мотор обслуживается реверсивным контроллером трехфазного тока с относящимся к нему отдельным реостатом. Он устанавливается позади воротной камеры в углу конторы и управляется из нее посредством штурвала. В камере обслуживания находится заключенный в чугунный кожух главный выключатель вместе со всеми необходимыми предохранителями. Кроме того, там же, а также вблизи главной опоры устроены конечные выключатели, автоматически выключающие ток при достижении воротами одного из конечных положений. Место для камеры обслуживания выбрано так, что находящийся в ней рабочий может" хорошо следить за открыванием и закрыванием ворот и. в особенности, за складыванием створок. Скорость ворот при открывании и закрывании сост влиет 10 м в мин. При конструировании всей >оротной установки и, главным образом, створ;к особое внимание обра-
159


щают На :о, чтобы ворота двигались бесшумно. Кроме электрического привода имеется полная возможность открывания ворот вручную. В воротах находятся три двери, через которые могут проходить люди.
На рис. 103 показана в более крупном масштабе схема движения ворот при открывании их.
Принцип открывания таких гармоникообразных ворот заключается в переходе створок ворот из прямолинейно-поступательного движения в движение сложное (поступательное и вращательное), при котором створки начинают постепенно складываться.
Для этого под стыком каждой пары смежньх створок, соединенных шарнирами с внутренней стороны, помещается двухколесная тележка из литой стали, которая при движении ворот катится по прямолинейному рельсу между двумя направляющими уголками (см. разрез b — Ь на рис. 102}. В верхней части ^тыка имеются два отбойных ролика, перемещающихся между верхними направляющими. У стыка смежных створок, соединенных шарнирами с внешней стороны, с внутренней стороны одной из створок устроены как наверху, так и внизу горизонтальные ролики (разрез а—а на рис. 102), перемещающиеся по направляющим. Нижний направляющий путь удерживает створки в строго вертикальном положении во время движения ворот, а верхний путь и верхние отбойные ролики препятствуют заклиниванию ворот. Верхние и нижние направляющие проложены в начале прямолинейно, а затем у края к концу переходят в криволинейное направление; этим направляющие, отклоняя створки от их прямолинейного пути, заставляют их складываться.
Приведем еще описание конструкции ворот (рис. 104) гармоникообразного типа системы „Эсавиан“, получивших довольно широкое распространение в некоторых странах (США, Англия).
Долговечность этого типа ворот доказывается продолжительным сроком их службы.
Ангар с воротами этого типа, построенный в 1918 г., был передан 160


компании Форд в 1931 г., причем ворота были найдены в хорошем состоянии. То же самое можно сказать и о 32-футовых (9,75 м) воротах в Хенлоу и во многих других базах английской военной авиации (за 18 месяцев было установлено больше 10 миль, т. е. 16 км таких ворот).
Особенностью этих ворот является простота их открывания и закрывания. Типовые ворота высотой 19 фут. (5,78 м) один человек открывает с такой скоростью, с какой он может итти. Для открывания ворот большей высоты, например 30 фут. (9 м), применяется специальный патентованный механизм типа лебедки.
Принцип открывания этих ворот заключается в применении „скользящего столба“. Конструкция ворот состоит из скользящей вертикальной стойки, к которой крепится большой нижний ходовой ролик на шарикоподшипниках. Стойка движется по металлическому рельсу. Наверху имеются направляющие, по которым перемещаются ролики с шарикоподшипниками. Створки складываются по одну сторону ворот, а не поперек их, и прикрепляются к вертикальной стойке попарно, как показано на рисунке. Вес всей конструкции передается на нижние ролики, а верхние служат только направляющими.
Более высокие типы ворот, для придания им большей прочности против ветровой нагрузки, делаются гофрированными и, кроме того, снабжаются специальными связками, амортизаторами, буферами и т. д. Для того, чтобы ворота нельзя было открыть снаружи, устанавливается запирающий рычаг со щеколдой и пластинкой.
Створки могут быть обшиты шпунтовыми досками или частично застеклены, в соответствии с требованиями, предъявляемыми в каждом отдельном случае.
Особенностью уравновешенного типа гармоникообразных ворот является то, что при повороте одной створки на какой-то определенный угол все остальные створки также поворачиваются на тот же угол.
На рис. 96 изображена схема такого типа ворот.
Для открывания ворот необходимо приложить продольную (вдоль ворот) силу, при этом створки в закрытом состоянии не должны находиться в выпрямленном положении, а должны иметь некоторый первоначальный угол примерно около 5—10°, иначе их невозможно будет открыть.
. Недостатком такого типа ворот является то, что в открытом состоянии створки, будучи сложенными, занимают часть полезной площади ангара.
На рис. 105 представлено 6 схем возможных видов подъемных ворот. Читателя, интересующегося более глубоко подробным статическим и кинематическим расчетом, а также и описанием, мы должны отослать к работе автора „Ворота ангаров, поднимающиеся кверху посредством вращения вокруг горизонтальной оси", ЛИИГВФ, 1932 г.
Во всех этих схемах кинематической связью между поднимающимися воротами и приводным механизмом, в виде ли простой лебедки или электролебедки, служит трос, который хотя и дает простоту в схеме движения при открывании ворот, но имеет и свои недостатки, как например: односторонность связи, возможность аварии в силу изнашиваемости или соскальзывания троса и т. д.
16 L
11 АЛ. Безвиконны. '•
447


Из представленных шести вариантов, лучшим является вариант, изображенный на схеме е. Здесь при подъеме ворот мы имеем сложное движение: горизонтальная ось симметрии ворот, перемещаясь вверх, одновременно поворачивается вокруг полюса (мгновенного центра). Преимущества этого варианта заключаются в том, что для открывания ворот требуется незначительное усилие, так как через некоторый момент после начала движения ветровая нагрузка начинает оказывать положительное влияние на открывание ворот — в силу того, что ворота уравновешены в отношении действия ветровой нагрузки.
Попутно следует заметить, что будучи закрытыми, ворота не могут иметь вертикального положения, а составляют небольшой угол (порядка 10°) с вертикалью, что требуется для уменьшения необходимого усилия в начале открывания.
Недостатком этого варианта является то, что при открывании и закрывании ворота занимают часть полезного объема как внутри, так и снаружи ангаров.
В США получили довольно широкое распространение ворота, принципиально соответствующие схеме ау изображенной на рис. 105.
На рис. 106 представлена общая схема таких ворот, изготовляемых фирмой Остин.
Подобного рода ворота были установлены в ряде ангаров и в частности в Клевелендском ангаре (рис. 100), имеющем ворота пролетом 60,8 м и высотой 7,3 м.
162


Ворота состоят из восьми секций,.могущих подниматься и опускаться совершенно независимо друг от друга или же одновременно. Каждая створка имеет 7,6 м длины и 7,3 м высоты.
К поперечным фермам (расположенным перпендикулярно плоскости ворот), опирающимся на мощные продольные фермы, прикреплена металлическая балка, в которой устроены шарниры 1 для подвески и вращения створок. Нижний пояс надворотной фермы 2 лежит выше других ферм 3. Эго сделано для того, чтобы самая нижняя точка 4 при открытых воротах находилась в одной горизонтальной плоскости с нижним поясом ферм перекрытия ангара.
При полном открытии по всей длине воротного проема ворота как бы образуют навес шириной, равной высоте их.
При этом, как видно из рис. 106, наружная плоскость створки занимает положение несколько наклонное к горизонту, что необходимо для отвода дождевой воды.
Каждая секция ворот на 3/4 своей высоты остеклена. Каркас секции образован из металлической жесткой рамы. Для предотвращения проникания в ангар дсждя, пыли, влаги и т. п. у верхнего и нижнего краев секции имеется гибкая резиновая обшивка 5, прикрепляемая после того как ворота смонтированы и отрегулированы.
Стойки рам полотнищ выступают за предел нижнего пояса надворотной фермы, образуя таким образом как бы рычаг. К верхней части рычагов прикреплены шарнирно муфты 6 с прямоугольной нарезкой, в которые входят качающиеся стержни с винтовой нарезкой 7.
* 163


Рис. 106 дает общую картину и представление о системе действия подобного рода ворот.
Рассмотрев этот тип ворот ангара, мы можем установить его достоинства и недостатки.
Достоинства: 1. Скорость открывания ворот не зависит от длины воротного проема.
2. Быстрое открывание ворот (менее 1 мин.).
3. Отсутствие убежища, необходимого в других типах ворот.
4. Отсутствие как нижних, так и верхних направляющих, благодаря чему нет выступающих частей над полом ангара и фермой; в силу этого значительно уменьшается щелеватость ангара, упрощается вопрос отвода дождевой воды, уборки снега, мусора и т. д.
5. Ворота могут открываться по-секционно на необходимую длину.
Недостатки: 1. Вес ворот, в силу их подвешенного состояния, приходится на лобовую ферму ангара, что ее значительно утяжеляет (например, усилия в стержнях фермы за счет подвески такого рода ворот возрастают более чем на 30°/0).
2. Вес створки ворот при тех же размерах, что и у других типов ворот, получается больший, так как стойки рамы рассчитываются на прочность й прогиб — не как балка на двух опорах, а как консольная балка.
3. В моменты открывания и закрывания ворота занимают очень много места на важном участке — предангарной площадке, вследствие чего самолеты приходится ставить на значител!*ном расстоянии, вполне определенном, от плоскости воротного проема.
4. Усилие (а следовательно и мощность двигателя), необходимое для открывания ворот, превышает в несколько раз усилие, потребное для открывания раздвижных ворот.
Это обстоятельство объясняется тем, что при расчете открывания раздвижных ворот основным фактором сопротивления передвижению является трение, вызываемое весовой и ветровой нагрузками. В этом же случае основным сопротивлением передвижению является давление ветра и возрастающее значение момента, по мере поднимания ворот, от собственного веса. Сопротивлением трения в шарнире, на котором подвешиваются створки, как показывают расчеты, можно пренебречь.
5. При отеплении ворота получаются чрезвычайно тяжелыми.
Переходя к рассмотрению конструкции ворот ангаров, можно установить, что в общем случае ворота состоят из неподвижной и подвижной частей. К неподвижной части относятся: нижние и верхние направляющие рельсы (последние, вместе с системой крепления к лобовой ферме, часто называются гребенкой), опоры для нижних направляющих в виде опорной плиты, фундаментных столбиков или железобетонной балки, в зависимости от конкретных условий для проектируемого ангара (данные грунта) и, наконец, так называемое убежище для ворот ангара, которое может быть осуществлено в виде сооружения, составляющего одно целое с ангаром, или в виде отдельной пристройки, состоящей из системы связанных между собой колонн или контрфорсов.
Как в первом, так и во втором случаях, убежище предназначается для 164


создания устойчивости ворот в их открытом положении и для укрытия их от вредных атмосферных воздействий.
В подъемных воротах все вышеперечисленные элементы неподвижных частей отсутствуют.
К подвижной части конструкции ворот ангаров относятся створки (полотнища), ролики и механизмы передвижения.
Таким образом, составными элементами ворот являются:
1) полотнища-створки ворот;
2) ролики (ведущие и отбойные);
3) направляющие рельсы (нижние и верхние);
4) гребенка;
5) фундаменты или опорная подушка для нижних направляющих рельсов;
6) механизмы, служащие для передвижения;
7) прочие мелкие детали.
Все эти элементы, в свою очередь, состоят из ряда деталей.
Полотнища-створки ворот состоят из следующих деталей:
а) обвязки-рамы;
б) обрешетки, поперечин, стоек и диагоналей, служащих для увеличения жесткости рамы;
в) обшивки;
г) деталей крепления;
д) изоляционных прокладок;
е) тепловых брусьев;
ж) остекления.
Материалом, применяемым для устройства полотнищ, может служить металл и дерево как в отдельности, так и в комбинации их.
На рис. 107 представлена схема полотнища ворот с металлической рамой, обрешеткой, диагоналями и деревянной обшивкой, без остекления. Воротный проем ангара, равный 9 X 62 м2 в свету, имеет 10 полотнищ размерами 9 X 5,205 м каждое. Внизу каждого полотнища прикреплены два ведущих ролика на шариковых подшипниках, передвигающиеся по направляющим рельсам, вверху же прикреплены отбойные ролики, имеющие возможность передвигаться при открывании и закрывании ворот между двумя горизонтальными направляющими, составленными из двух швеллеров № 10 [рис. 108 — верхний (отбойный) ролик].
Верхний (отбойный) ролик укреплен неподвижно на болте длиной 800 мм и диаметром 55 мм. Этот болт может перемещаться по вертикали в направляющих обоймах. При прогибе фермы перекрытия верхние направляющие, прикрепленные к нижнему поясу, нажимают на нижний обод роликов, которые, в свою очередь, свободно отжимают вниз связанные с ними болты. Благодаря этому исключается защемление полотнищ при просадке фермы.
В случае осадки нижних направляющих рельсов, верхние ролики, вследствие вертикальной подвижности болта, остаются на месте, чем устраняется возможность выпадения ворот.
Как видно из рис. 107, остов полотнища образован из внутренних стоек _[_ № 18, наружных стоек [” № 14, верхних и нижних горизонтальных балок, промежуточных горизонтальных связей № 10 и диагональ¬
165


ных связей из полосового железа—45 X 6. Обшивка сделана из шпунтованных досок с калевкой сечением 30 X 150 мм.
На рис. 109 представлены деревянные полотнища ворот, остекленные примерно на одну треть своей высоты. Здесь обвязка состоит из деревянных брусьев сечением 160 X 150 мм\ промежуточные горизонтальные и вертикальные брусья имеют сечение 100X140 мм.
Каждая створка снабжена двумя нижними ведущими и двумя верхними (отбойными) роликами; верхние направляющие состоят из двух уголков 100 X 65 X 8 мм.
В приведенных примерах рама-обвязка обра-
Рис. 107. Схема полотнища ворот с металлической рамой.
Рис. 108. Верхний (отбойный) ролик.
зует жесткий каркас, служащий как для восприятия всех внешних нагрузок, включая и собственный вес створки, гак и для прикрепления механизмов передвижения. При большой высоте или ширине ворот каркас усиливается введением обрешетки из стоек, поперечин и диагональных раскосов, причем последние располагаются под углом 45—60° к горизонту для восприятия растягивающих усилий.
Для полотнищ с деревянным каркасом применяются или доски небольшой ширины, но большой толщины, или, чаще/ брусья. В металлических каркасах применяется прокатная сталь различных профилей (швеллеры, тавры, двутавры, уголки), причем для прикрепления обшивки в них часто укрепляются доски или бруски. Обрешетка устраивается обычно в виде стоек и поперечин и имеет целью увеличение жесткости
166


каркаса. Материал для обрешетки в. большинстве случаев применяют тот же, что и для обвязки-рамы, уменьшая лишь несколько сечение. Диагональные раскосы ставятся большей частью металлические. Крепление отдельных элементов деревянного каркаса производится чаще всего при помощи врубок или шипов, реже — впритык при обязательном соединении их металлическими накладками на болтах.
БИЛЛ
!□□□□
папа
□□□о
!□□□□
рс=ор
В металлических каркасах элементы соединяются между собой заклепками при помощи уголков или косынок. Применение сварки не имеет еще большого распространения, но бесспорно, что в самом ближайшем будущем соединение отдельных элементов^ каркаса при помощи сварки будет широко использовано.
Обшивка полотнища устраивается для ^создания непроницаемой по¬
167


верхности и, в свою очередь, подразделяется на две группы — холодную и теплую, с применением в обоих случаях или дерева, или металла. (Металлическая обшивка не применяется, в основном по климатическим условиям.)
Для полного обеспечения водонепроницаемости и теплостойкости обшивка должна быть плотной, для чего при применении дерева следует доски соединять вшпунт или внахлестку и устанавливать их вертикально или же с наклоном к горизонту под углом в 45°.
Холодная деревянная обшивка устраивается из одного ряда 1,5— 2,5-см досок с тщательной пригонкой стыков, причем, для временных переносных ангаров можно обшивку устраивать и из фанеры.
Крепление однорядовой деревянной обшивки производится с внешней стороны полотнища в вынутые четверти деревянной обвязки.
• Прибиваемся обшивка к брускам остова и обрешетки гвоздями; при металлическом остове обшивка крепится к заложенным в раме брусьям.
В качестве металлической обшивки применяется листовое (гальванизированное) или волнистое железо толщиной 1—2 мм. При применении металла следует крепить волнистое железо с внешней стороны ворот и располагать волны вертикально.
При проектировании утепленных ворот обшивка крепится с обеих сторон каркаса с соединением вшпунт или вагонкой с прокладкой из войлока, толя и т. п. Между двухсторонней обшивкой оставляется воздушная прослойка, которая иногда заполняется нетеплопроводными, легкими материалами, как-то: углем, шлаком, золой, термолитом и т. п.
Для возможности прокладки изолирующих слоев в деревянных брусках остова вынимаются более глубокие четверти.
Металлические утепленные ворота делаются с двухсторонней обшивкой с внутренней изоляцией.
В случае необходимости увеличения степени и равномерности освещенности ангара очень часто производится остекление полотнищ ворот, причем в таких случаях требования к плавности передвижения створок должны быть повышены для обеспечения движения без заедания и дрожания.
Для уменьшения степени теплопроводности и продуваемости ангара в местах соприкасания отдельных створок или полотнищ устраиваются:
а) для раздвижных ворот с самостоятельными рельсовыми путями для каждого полотнища — пришивные тепловые бруски;
б) для гармоникообразных ворот — тепловые бруски или треугольные шпунты в стойках рам полотнищ с тепловыми прокладками.
В целом вся конструкция ворот должна обеспечивать плотное соприкасание отдельных полотнищ между собой, крайних полотнищ со стенками воротного проема, верха и низа створок с верхними и нижними направляющими (фронтоном и полом ангара).
22. 	Ролики.
Раздвижные и гармоникообразные ворота снабжаются прочно укрепленными на полотнищах ведущими и отбойными роликами, назначением которых является:
а) обеспечение плавного движения ворот;
б) передача веса ворот направляющим;
в) передача ветрового усилия верхним и нижним направляющим.
168


Из этого назначения роликов вытекает, что, кроме прочности их конструкции и легкости, ролики должны обладать возможно меньшим сопротивлением при движении. Уменьшение сопротивления достигается путем применения роликов с шариковыми и" роликовыми подшипниками.
Ролики, служащие для передачи веса ворот, называются ведущими. На рис. 110 изображен нижний ведущий ролик раздвижных ворот системы Breest &С°. Конструкция ролика ясна из рисунка.
На рис. 111 показан нижний ведущий ролик для тяжелых ворот ангаров. Ролик имеет два шариковых подшипника. Один из них устано-
Рис. 110. Нижний ведущий ролик раздвижных ворот.
Рис. 111. Нижний ведущий ролик для тяжелых ворот ангара.
влен на вертикальной оси — вилке ведущего ролика, другой на горизонтальной оси — оси вращения ролика.
Конструкция этого ролика представлена на рисунке и пояснений не требует.
Указанные ролики (рис. 110 и 111) представляют собой примеры конструкции ведущих роликов, располагаемых внизу створки.
Иногда, при соответствующей возможности со стороны несущей конструкции перекрытия (фермы), ведущий ролик располагается на верхнем конце полотнища, и в этом случае весь вес створки передается на конструкцию перекрытия (ферму). Это обстоятельство следует обязательно учитывать при расчете перекрытия ангара с подвешенными воротами.
№


Как один из примеров подобного рода ворот, можно привести гармоникообразные неуравновешенного типа подвесные ворота, осуществленные из дерева и нашедшие применение в ангарах временного типа (рис. 112). Высота створки 4,60 м, ширина 0,94 м.
Номерами обозначены следующие детали створки: 1 — крайняя вертикальная обвязка створки ворот переменного сечения по высоте (посредине сечение 0,18X0,05 см), 2 — верхний ведущий ролик, 3— сережка, 4— направляющая ведущего ролика, 5 — кобылка,
6 — внутренняя отбойная направляющая, 7 — накладка или наьцельник, 8— подвесной опорный брус, 9—доски, /0—горизонтальная обвязка створки (верхняя и нижняя), 11—обшивка, 12 — внутренняя нижняя направляющая, 13 — внешняя нижняя направляющая, 14 — аппарель, 15—пол ангара, 16 — песчаная подсыпка, 17—внешняя верхняя направляющая, 18 — лежни.
На рис. 113а и 1130 представлены те же ворота в горизонтальной проекции. На рис. 113а: 1 — створка, 2—рама
створки, 3 — обшивка, 4—опорный брус створки, 5 — опорный подвесной брус, 6—петля,
7 — накладка.
На рис. 1130: 1—ограждение убежища ворот, 2—створки при закрытом положении ворот, 3 — створки при открытом положении ворот, 4—крючок для удерживания ворот в закрытом положении, 5 — ограничитель открывания, 6 — стена ангара.
На рис. 114 представлен ведущий (нижний) ролик с деталями крепления его к нижней горизонтальной обвязке раздвижных ворот.
Номерами обозначены следующие детали: 1—ролик диаметром 200 мм, шириной 0=60 мм, стального литья (ролик применяется у нас вангаро- строении), 2 — ось диаметром 30 мм, длиной /=180 мм, из Ст.-4, 3 — шарикоподшипник диаметром 30 мм (ОСТ 2210), 4 — кольца диаметром 38/30 X5 из Ст.-З, 5 — щека — чугунное литье - 2, 6 — втулка
170
Рис. 112. Подвесные ворота неуравновешенного типа.


Рис. 113. Подвесные ворота неуравновешенного типа. а) — поперечный разрез створки, tf) — поперечный разрез по створкам и убежищу.


из Ст.-З, 7 — втулка из Ст.-З, 8—гайка корончатая диаметром 25 мм (1") из Ст.-2 (ОСТ 1751), 9 — болт диаметром 6 мм (1/4//), длиной 16 мм из Ст.-З (ОСТ 133), 10 — обойма сварная для крепления ролика к обвязке рамы-створки, 11 — болт диаметром 25 мм (Г7), длиной 210 мм, из Ст.-З (ОСТ 135), крепящий обойму ролика к нижней
обвязке створки, 12 — гайка диаметром 25 мм (I77) из Ст.-2 (ОСТ 147), 13 — шпонка
из Ст.-2, 14 — масленка штауф № 3, 15—шплинт диаметром 5 мм, длиной 50 мм, из Ст.-З (ОСТ 150).
Основным назначением роликов, как было выше отмечено, является обеспечение плавного и легкого передвижения створок ворот по направляющим и передача собственного веса ворот и ветрового давления нижним и верхним направляющим.
Назначение ведущих роликов было пояснено выше; отбойные ролики предназначаются для передачи ветрового давления, приходящегося на определенную площадь ворот (половина площа-
h , ,
: /, где а — высота
ди ворот
ворот, a L — пролет воротного отверстия плюс примерно 2/3 площади фронтона), и направления движения ворот в плоскости гребенки.
Применения верхних ведущих роликов следует избегать, так как это влечет за собой значительное утяжеление главной фермы и самой конструкции гребенки.
Отбойные ролики обычно устанавливаются в верхней части створки, причем иногда бывает желательна установка их и внизу, благодаря чему уменьшается в_значительной степени трение.
В силу того, что ветровая нагрузка может быть и положительной, и отрицательной, отбойные ролики делаются двойными (с расположением направляющих уголков с двух сторон) или же их устанавливают с двух сторон направляющих. При парных отбойных роликах необходимо предусмотреть конструктивную возможность изменения расстояния между
172


ними для устранения заедания. На рис. 115 и 116 представлены парные отбойные ролики. Эта конструкция предусматривает пружинную связь между каждыми двумя отбойными роликами.
В других, более ранних, конструкциях возможность заедания уничтожалась оставлением небольшого зазора от 3 до 5 мм между роликом и направляющим уголком (или полосой).
На рис* 117 показан поперечный разрез раздвижных ворот с двйже- нием их по четырем нижним направляющим, с двойными отбойными роликами, с поперечным разрезом гребенки и креплением ее к ветровой ферме ангара. Перекрытие ангара произведено деревянной сегментной фермой.
Выше было замечено, что ведущие и отбойные ролики снабжаются для уменьшения трения шарикоподшипниками или роликоподшипниками, причем последние предназначаются для того, чтобы воспринимать на себя более значительную нагрузку, чем шарикоподшипники таких же размеров. Диаметр и ширина ролика зависят от нагрузки, приходящейся на ролик, при этом нагрузка должна быть определена как максимальная из возможных.
Обозначив Q—нагрузку на ролик в килограммах;
D — диаметр ролика в сантиметрах; b — полезную ширину рельса в сантиметрах;
К — допускаемое давление между колесом и рельсом в кг!см2,
мы можем написать:
Q — K'h-D. (69)
Допускаемое давление принимается:
для чугуна по стальному рельсу — К= 25 kziCM2\
для стали по стальному рельсу — 60 кг/см2.
Следует учитывать, что чем больше скорость движения ролика (т. е. скорость передвижения ворот), тем меньше следует брать величину К. Рекомендуется брать К не более 30 кг/см2. Материалом, применяемым для роликов, является чугун и стальное литье. Обыкновенно ролики выполняются в виде дисков с ребордами.
Диаметр роликов колеблется в пределах от 6 до 30 сму а диаметр осей — от 10 до 30 мм. Уменьшение сил сопротивления в роликах при их движении достигается применением подшипников, уменьшающих трение осей. Наиболее распространенной конструкцией являются ролики с шарике- и роликоподшипниками.
Число роликов, устанавливаемых на створке, бывает различным и зависит от веса ее, ширины и других факторов.
Конструктивно ролики (ведущие и отбойные) могут быть одиночными, парными и в виде роликовой каретки (с двумя, тремя и более роликами). На рис. 110 нами был приведен нижний ведущий ролик ворот на шарикоподшипниках. Здесь к каждой створке ворот снизу прикреплено по два ролика на шарикоподшипниках.
Отбойные ролики, изображенные на рис. 115 и 116, представляют собой роликовую коробку с двумя роликами. Из них один стационарный, а второй, как было сказано выше, имеет возможность перемещаться
173


Рис. 115, Парные отбойные ролики ангара а) — поперечный разрез, 6) - продольный разрез.


Рис. 117. Раздвижные ворота (поперечный разрез).
V —болты с потайной головкой 16 мм. / = 320 мм; 2 — настил доски 20 X 4 см; 3 — руберойд 2 слоя на клебемассе; 4 — подфронтонный брусок 15 X 20 см; 3 — болты d= 16 мм; I = 290 мм; 6 — подкладка под подфронтонный брусок 10 X 13 см; 7 — болты d = 16 мм, I = 625 мм; 8— нижний пояс фермы; 9 — прокладка 13X15X15 см; /0 — металлическая подкладка под уголки 130X5 см; И — брусок, устанавливаемый по внвеллиру в зависимости от осадки фермы; 12 — отбойные уголки I 10X6,5X0.8 см; 13—нижний ролик.


в направлении, перпендикулярном движению створки, сжимая пружину рессорного типа, действие которой устраняет возможность заклинивания (заедания) створки и ее дребезжания, вызываемого давлением и порывами ветра. Так как эти ролики воспринимают незначительную нагрузку, то они выполнены с подшипниками скользящего трения.
Не имея возможности развивать более вопрос о применяемых в ангаро- строении роликах, считаем необходимым указать, что расчет роликов обычно не производится, так как они всегда подбираются по каталогам. Только ось ролика рассчитывается как балка на двух опорах с силой, приложенной посредине.
Нагрузка, которой подвергается ось ролика, составляется из собственного веса конструкции створки, приходящегося на один ролик, плюс давление ролика.
Максимальный изгибающий момент равен:
4 о
Здесь / — расчетная длина оси ролика;
т — полная ширина ролика (вместе с втулкой);
Q — нагрузка на один ролик*
Из условия прочности имеем:
W = ^ = 0,785 гг, но:
где g — допускаемое напряжение на изгиб для материала оси ролика. Отсюда имеем:
г =
«('-а
4 з 0,785
QW-m)
б,28сг
(70)
или
d =
Q (21 — т) 0,785 з
(71)
По найденному диаметру конструктивно определяются размеры втулки фрикционного подшипника в ролике или производится подбор шарикоподшипников по ОСТу (ОСТ 2204—2215).
Диаметр катящейся окружности ролика следует брать возможно большим, так как в силу этого уменьшается сопротивление передвижению.
Однако следует заметить, что конструктивно (в особенности для уменьшения щели) диаметр ролика для раздвижных ворот не назначается более 20 см.
Ширина ролика устанавливается в зависимости от типа принятого рельса.
Поверка диаметра оси ролика на срез производится по формуле:
_ 40 _ 2Q (72)
Зсрез 2-d2 nd3 '
12 А. Л. Безвиконный 437
177


23. 	Направляющие.
Конструкция и устройство верхних и нижних направляющих зависит от типа перекрытия ангара, типа ворот и применяемого материала.
Так, например, для раздвижных ворот с движением их по нескольким, параллельным друг другу, направляющим обязательно устройство гребенки, выступающей несколько наружу, как это показано на рис 117. В этом случае обязательно устройство так называемого убежища для
Рис. 118. Ангар в муниципальном аэропорту г. Каролины.
ворот ангара при их открытом состоянии. Это убежище необходимо для сохранения и удержания ворот (створок) в строго вертикальном положении при полном открытии их и для предотвращения дребезжания створок от порывов ветра. Убежища могут быть открытые и закрытые.
Рис. 119. Убежище для раздвижные ворот ангара.
Примером устройства закрытого убежища могут служить ворота ангара в муниципальном аэропорту г. Каролины (рис. 118).
Попутно заметим, что на данном рисунке отчетливо видны контрфорсы стен в виде сплошных массивов, которые нами были разобраны выше.
На рис. 119 показано открытое убежище в виде металлического контрфорса для раздвижных ворот ангара.
178


При такой конструкции ворот ангара гребенка с верхними и нижними направляющими продолжается до конца убежища.
При раздвижных, створных воротах, с заходом их вдоль боковых стен ангара (внутри или снаружи), гребенка может отсутствовать, так как в этом случае направляющие (верхние) можно прикрепить непосредственно к ветровой ферме или к связям нижнего пояса.
Пример такого устройства приведен на рис. 120, изображающем раздвижные ворота с заходом их внутрь боковой стены ангара.
Следует отметить, что для ворот, заходящих при открывании с наружной стороны ангара, необходимо устраивать вдоль этой стороны специальную гребенку для крепления верхних направляющих. В частности, это можно осуществить путем выпуска ряда консолей.
Для ворот гармоникообразного типа (уравновешенных и неуравновешенных) специальной гребенки сооружать не 'приходится, так как здесь все ролики (верхние) перемещаются поступательно в одной плоскости, и направляющие можно укрепить непосредственно в нижнем поясе перекрытия (фермы). Такое крепление имеет место на неуравновешенных гармоникообразных воротах мюнхенского] ангара в Обервизенфельде (см.1 рис. 98 и 121).
Подъемные (коромысловые) ворота (рис. 100) не требуют устройства гребенки и направляющих как верхних, так и нижних.
Верхние и нижние направляющие сами по себе не рассчитываются, а проектируются и осуществляются в соответствии с конструктивными требованиями.
Для нижних направляющих в раздвижных и гармоникообразных воротах должно быть обеспечено „ плавное движение створок без всякого заедания, толчков и скачков. Для этого необходимо следующее:
а) устройство рельсового пути не должно допускать оседания и выпучивания;
б) установка рельсов на всем протяжении воротного проема должна быть строго горизонтальна и при этом верхняя плоскость рел! са не должна выступать над полом, более чем на 4—5 см;
в) число рельсовых путей должно строго соответствовать разбивке всей длины и ширины воротного проема на отдельные створки (при раздвижных воротах);
г) для отвода воды, уборки скопившегося мусора и т. п. необходимо предусматривать устройство.специальных канавок, обеспечивающих пропуск воды (в некоторых случаях даже дренирование их);
12*
Рис. 120. Раздвижные ворота, заходящие вглубь ангара при открывании.
179


д) рельсовый путь должен быть прочно уложен в бетонную подушку (балку) или закреплен на деревянных шпалах;
е) в конечных точках рельсового пути должны быть предусмотрены тормозные приспособления или упоры для предотвращения соскакивания роликов и, следовательно, створок с направляющих рельсов.
Для верхних направляющих следует выбирать наиболее легкие типы сортамента (обычно уголковое железо). Для нижних направляющих можно
брать и тяжелые типы рельсов.
Расстояние между осями рельсовых путей определяется для раздвижных ворот по следующей формуле:
s = a + b + c9 (73)
где а — толщина створки в миллиметрах;
b — толщйна выступающих частей (поковок, креплений, роликов и т. п.) в миллиметрах; с — зазор между полотнищами в миллиметрах, обеспечивающий свободный проход створок; этот зазор следует брать не менее 2—2,5 см.
К верхним направляющим предъявляются тежетребования, что и к нижним плюс передача давления ветра на ворота ангара и части фронтона (при его на-
Рис. 121. Неуравновешенные гармоникообразные ворота.
личии). Для обеспечения этих требований верхние направляющие должны:
а) прочно прикрепляться к гребенке или фермам перекрытия (нижний пояс, связи и т. п.);
б) не допускать прогибов, могущих заклинить ворота и вызвать порчу отбойных роликов (для этого необходимо придавать им строительный подъем вместе с фермой, рассчитанной на осадку от собственного веса и, кроме этого, предусматривать запас в виде люфта);
в) иметь гладкую поверхность для уменьшения силы трения роликов при их качении по направляющим;
г) быть защищенными от вредных атмосферных воздействий (осадков, пыли и пр.).
Чаще всего для верхних направляющих применяются неравнобокие уголки, швеллеры и тавры. Иногда применяют (во временных ангарах) деревянные бруски или доски, обитые железом.
Расчет гребенки производится на основании правил и законов строительной механики; принцип и порядок расчета зависит от конструкции гребенки и соединения ее с ветровой фермой. В некоторых случаях гребенка может являться неотъемлемой частью ветровой фермы и слу-
180


жить ее продолжением снаружи ангара для прикрепления верхних направляющих. В таких случаях определяется вся ветровая нагрузка^ передающаяся через верхние направляющие на ветровую ферму [как
было сказано выше (•/). W-f- нагрузка на фронтон, если он
имеется], и гребенка вместе с ветровой фермой рассчитывается как статически определимая ферма на двух опорах с нагрузкой, приложенной в ее узлах. При этом обязательна поверка гребенки на допустимый (определяемый конструкцией направляющих и отбойных роликов) прогиб.
В других случаях (определяемых опять-таки типом гребенки) расчет гребенки производится как одноконсольной балки на двух опорах.
В качестве примера приведем расчет гребенки и настила над ней для раздвижных ворОт ангара, указанных на рис. 117. В данном примере ворота ангара имеют пролет в 32 м\ они разделены на 4 створки, отодвигающиеся в одну сторону, благодаря чему убежище для них имеет размеры: длину 8,840 X 2,030 м (взято с запасом для торможения). Каждая из указанных створок состоит из двух полустворок (движущихся в одной плоскости, т. е. по одному пути; створки приведены на рис. 109). Размеры каждой полустворки: высота 6,872 м (без поковки), длина 3,976 м (по оси). Размеры спаренной створки: высота 6,872 м. длина 8,285 м; принятое сечение консоли гребенки 130 X 170 см.
Расчет настила над гребенкой.
Схема нагрузки (рис. 122).
Берем доски 4 X 20 см\
90-42 20-43
F = 80 см2; W = = 53,3 см^; J = = 106,6 см*.
о 11
Рис. 122. Схема нагрузки на настил гребенки.
Нагрузки:
1) от собственного веса:
дг = 0,04-0,20-560 + 0,2-5 = 4,4 + 1 = 5,4 кг 'м.
2) от основного снега:
q2 = 0,2 • 0,22 • 100 = 4,4 кг/м.


3) от снегового наноса:
qs = 0,2-0,22-4-100 = 17,6 к г/м.
Высота снегового покрова взята h = 22 см. Вес 1 м2 руберойда — 5 кг.
Расчет настила.
I. Собственный вес:
R
. п' - Я1 _ 5,41,45 _
а~~ КЬ~ о ~ 9
М =
/Kimax g
2 ~ 2 ft/» 5,41 • 1,453
8
,92 кг.
= 1,42 кгж.
5 ft/* 5 0,054-145*
/шах - 384 • £7 “ 384 ' 100 000-107 ~~ ’ СМ'
I. 	Основная снеговая нагрузка:
' = = = з,2 «г.
Мп
q2/2 4,4-1,452
8
8
= 1,10 лггл*.
L.g£ = S-0,044.1,45*
7 384 £7 384 • 100 000 • 107 ’
III. Снеговой нанос:
R'o = ^- = = 4,25 «г.
Q = ^ = 1,45.8,8 = 12,76 кг.
R’i' = -=-<? = 8,50 кг.
Mmax = 0.128Q/ = 0,128-12,76-1,45 = 2,36 кгм. х = 0,61987.
tmax = 0.01304 ^j = 0,01304
/max = 0,048 СЛ.
Суммарные опорные реакции:
Ra = 3,92 + 3,2 + 4,25 = 11,37 кг.
Rb = 3,92 + 3,2 + 8,50 = 15,62 кг. Суммарный изгибающий момент:
Л4тах = 1.42 + 1,10 + 2,36 = 4,88 кгм.
Суммарный прогиб:
/«; 0,028 -Ь 0,024 + 0,048 = 0,1 см < 0,48 см. 1 145
^доп. “ зоб1 = 300 = 0,48 см‘
М
тР-Sr
182


Поверка на прочность от сосредоточенной нагрузки. Р = 80 кг (вес человека) (рис. 123):
1) Опорные реакции:
tfo = /?» = 4 = У = 40 кг-
2) Изгибающий момент:
^тах
Р1
4
80‘1,45 4
= 29 кгм.
3) Прогиб:
/
Р/з
4SEJ
а
80-1453
48-100 000-107 2900
53
= 54,7 кг/см
= 0,47 см. 2
Расчет консоли гребенки.
1. Расчет консоли гребенки проводим согласно ее конструкции, указанной на рис. 117.
2. Консольную балку считаем как балку на двух опорах со свешивающимися концами.
3. Опоры балки считаем на осях нижнего пояса двух крайних к воротному проему ферм.
4. За расчетную балку берем консоль, расположенную влево от оси симметрии ячейки ангара, так как она несет наибольшую нагрузку.
Балка собирает нагрузку с пролета (слева и справа от себя):
L =
260 180
2 ‘ 2
= 130 + 90 = 220 см.
Р-80кг
5. Берем балку сечением 13X20 см (за пределами лобовой фермы).
На опоре сечение берем 13X17 см (см. рис. 117):
J =
bh3
~У2
13-173
12
5322,4 см4.
W
bh2 6
13-172
6
626,16 см3.
F= bh = 13-17 = 221 см\ Нагрузки на балку (рис. 124).
Рис. 123. Схема сосредоточенной нагрузки на настил гребенки.
I. Собственный вес консольной части балки (см. рис. 117) вместе с бруском и металлической прокладкой под уголки:
qt = 0,13 • 0,20 • 550 + 0,13 • 0,1 • 550 + 0,005 - 0,13 • 7800.
Qi 14,3 -{- 7,15 -J- 5,07 = 26,52 кг/м.
II. 	Собственный вес балки между опорами:
<73 = 2-0,13-0,20-550 = 28,6 кг/м.
III. 	Нагрузка от настила на конце консоли:
Р3 = 11,37?^ + 0,05-0,44-2,2“-550.
Ря = 151 кг.
ИЗ


IV. Нагрузка от фронтона:
Р, = 2,2.0,15-0,1 -550 + М±М.2,2-1,8.
р1 = 18 + 11 = 29 кг.
Вес 1 м2 фронтона принят 1,8 кг.
V. Нагрузка от настила у фронтона:
Р2 = 15,62-^ + 0,04-0,45-2,2-550.
Р2 = 172,5 + 21,8 = 194,3 кг.
VI. Нагрузка от направляющих уголков (100X65X8):
Р4 = 2,2-2*9,93 = 43,69 кг.
VII. Момент от действия ветра:
М* = 40-2,2*3,5.0,3 = 92,4 кгм.
VIII. Горизонтальная составляющая от ветра:
И = 40*2,2-3,5 = 308 кг.
IX. Нагрузка от веса ветровой фермы:
Р5 = 88*2,2*0,5^97 кг.
Максимальный изгибающий момент:
МА = 26,52 + 29-0,29 + 97-0,32 + 194,3-0,35 +
+ 43,69• (0,502 + 0,792 4- 1,082 + 1,372) + 151-1,78 + 92,4 кгм. МА = 669,7 кгм.
Напряжение в опорном сечении А:
с= " "=669ТО+308 1>8
F 626,16т 221 ’ ^
с = 108,7 кг/см2.
184


Напряжение в ослабленном сечении:
Опасным ослабленным сечением является сечение подвески ветровой фермы (точка приложения силы Р5).
1 462
МРг = 26,52 + 194,3-0,03 + 43,69-(0,182 + 0,472 +
+ 0,762 + 1,052) + 151 • 1,46 + 92,4 кгм.
МРъ = 28,3 + 5,83 + 107,9 + 220,46 + 92,4 = 454,89 кгм. 5 7•203
Wp = 2-’' — = 760 смз. п б
45 489 760
Г= 11,4-20 = 228 см*.
ОЛО
|- ^ = 59,85 + 1,4 = 61,25 кг/см*.
Но
Определение прогиба конца консоли балки.
Расчет ведем графо-аналитическим методом но способу Моора. Определение опорных реакций:
RА.Ъ = 28,6 • 5 • 2,5 + 97 • 0,32 - 26,52 • 1,78 • 5,89 — 29 • 5,29 — 97 • 5,32 —
—184,3 • 5,35 — 43,69-23,74 —151 • 6,78 — 92,4.
RAS = 357,5 — 31,04 + 278 + 153,41 + 516,04 + 1039,5 + 1037,2 +
+ 1023,78 + 92,4 = 4497,82 — 31,04.
/?л,-5 = 4466,78 кг.
D 4466,78 OQ „„ OQ,
Ra = —g— - 893,36 кг ~ 893 кг.
— Rbs5 = — 97 • 5,32 + 28,6 • 5 • 2,5 - 29 • 0,29 — 97 • 0,32 - 194,3 • 0,35 - 43,69 • 3,74 — — 151 • 1,78 — 92,4 - 26,52 -1,78-0,89.
— Rb.5 = — 516,04 — 357,5 + 8,4 + 31,04 + 68 + 163,4 + 268,78 + 92,4 + 42.
— 5 = - 873,54 + 674,02.
1QQ ЧО
Rp5 = 199,52. Rb = = 39,9 кг.
Вычисление ординат эпюры изгибающих моментов.
Мр = М, = 92,4 кгм.
Мр^Мг + 0,41-26,52-^+151-0,41 = 92,4 + 2,23 + 61,91 кгм.
Мр^= 156,54 кгм.
К. = 92>4 + 26,52-0,70- + + 43,69-0,29 + 151 -0,7 = 92,4 + 6,5 + 12,67 + 90,6.
Mpt = 202,17 кгм.
Мр[ = 92,4 + 151-0,99 + 26,52-0,99-^ + 43,69(0,58 + 0,29) =
= 92,4 + 149,49 + 12,99 + 38,01.
Мр[ = 282,89 кгм.
Мрг = 92,4 + 151-1,28 + 26,52-1,28-^2® + 43,69(0,87 + 0,58 + 0,29) =
— 92,4 + 193,28 + 21,72 + 76,02. Мр — 383,42 кгм.
+5


MPi = 92,4 + 151 • 1,43 + 26,52 -1,43-Ц? + 43,69 (0,15 + 0,44 + 0,73 + 1,02) =
= 92,4 + 215,93 + 27,12 + 102,23.
M р = 438,68 кгм.
Мр_ = 92,4 + 151 • 1,46 + 26,52-1,46-^ + 43,69 (0,18 + 0,47 + 0,73 + 1,05) +
+ 194,3-0,03 = 92,4 + 220,46 + 28,27 + 106,17 + 5,83.
= 453,13 кгм.
MPi = 92,4 + 151 • 1,49 + 26,52-1,49-+ 43,69 (0,21 + 0,50 + 0,79 + 1,08) +
+ 194,3-0,06 + 97 -0,03 = 92,4 + 224,99 + 29,43 + 111,41 + 11,66 + 2,91.
Мр^ — 472,8 кгм.
МА = 92,4 + 151-1,78 + 26,52-1,78. -Ц® + 43,69 (0,5 + 0,79 + 1,08 + 1,37) +
+ 194,3-0,35 + 97-0,32 + 29-0,29 = 92,4 + 268,76 + 42,02 + 162,1 + 68,01 +
+ 31,04 + 8,41.
МА = 672,7 кгм.
О 39
Мв = 97*0,32 + 28,6-0,32.^ = 31,04 + 1,46 = 32,5 кгм.
Эпюру изгибающих моментов принимаем за грузовую площадь (рис. 125).
186


Определение неизвестных м'ь и Rb..
R’b-0,32 - М'„ - -32’520’32 .1 о,32 = 0.
R'b • 5,32 -М'ь- 32,52?— • (5 + ~ 0,32) - 32,5 X Х5-2.5-;- (672,7-32,5)-5. |^о.
0,32 R'b — М'ь = 0,555.
5,32 R'b - М'ь = 26,55 + 406,25 + 2667,5.
0,32 Rb — Mb = 0,555. 5,32 R'b — М'ь — 3100,30 _ 5 R’b = - 3099,745
R'b = 309!’745 = 619,95.
0,32-619,95 — М'ь = 0,555.
198,38 — М'ь — 0,555.
Afj = 198,38 — 0,555.
М'ь = 197,825.
^ = 92,4-0,41 + (_156,54-92.4)-041 . 2 W1 +
Z z о
+ 156,54-0,29- (о,41 + 2|?) + (202'17 ~ j.56.54)-0,29 ^41 + 2^ 0>29) у
+ 202,17-0,29-^0,70 + ^) + (282'8Э ~ 202,17)-0,29 ^Q 7Q 2^ 0>2д) +
+ 282,89-0,29 ^0,99 + + (383.42 ~ 282-89) • '0,29 ^99 _j_ 02д) +
+ 383,42-0,15 (l,28 + + -(-438’68 ~Л3-’42>-.0’15 (l,28 + -| 0,15) +
+ 438,68 • 0,03 (1,43 + ^) + (453,13 — 438,68)-0,03 ^! ;43 +о,Оз) 4-
4- 453,13-0,03 (l,46 4-ур) 4- Л72’8-483’13)'0’03 (1,46 4- 0,03) +
4- 472,8-0,29 (1,49 4- ^) + . (672,7 - 472,8) • 0,29 (1,49 4- у 0,2э) 4- 4- 32,5.5• (1,78 +1) + (672,7 ~32,5)-5 (1,78 +1 в) +
Н Чг1 (6,78 4-у 0,32) 4- 197,825 - 619,95- (1,78 4- 5 4- 0,32).
187


М, = 7,77 + 2,61 + 25,68 + 4,73 + 49,51 + Ю,41 + 93,99 + 17,18 + 77,94 + 5,71_+
_ .
+ 19,02 + 0,33 + 19,65 + 0,44 + 224,17 + 27,49 + 6953 + ”Й9ЩТ35,82 +
+ 197,82 — 4401,6.
Mj = 7006,67 — 4401,6.
= 2605,07 кгм.
Прогиб на конце консоли:
4_ М _ 26 050 700 1 ~ EJ “ 5322-100 000
1 178
0,05 ^<4оо^ = 4оо~°.4 **•
При рассмотрении вопроса о нижних направляющих для движения створок нами были определены те основные требования, которые к ним предъявляются. Эти же требования должны быть предъявлены и к фундаментам, и к опорной подушке для нижних направляющих рельсов.
Здесь невозможно рассмотреть все конструкции, применяемые для крепления нижних направляющих. Следует только сказать, что они могут представлять собою или отдельные фундаментные столбы (обыкновенно бутовой или бетонной кладки), поверх которых располагаются железобетонные балки, или плиту. Иногда поверх железобетонных балок кладут деревянные шпалы, к которым укрепляются рельсы. Если же подушка под направляющие осуществляется в виде плиты, то рельсы укладываются в нее согласно требованиям, указанным выше.
В других же случаях, при достаточно хорошем основании (например, крупный галечник при отсутствии глины, благодаря чему нет никаких данных для пучения), плита может быть осуществлена как балка на сплошном упругом основании.
Таким образом, в каждом конкретном случае решение выбирается в соответствии с имеющимися материалами, характеризующими грунт, а также типом и конструкцией самих ворот.
Кроме всех требований, предъявляемых к расчету фундаментов, в этом случае необходимо учитывать наихудшее расположение нагрузки ог собственного веса ворот (полностью при их открытом положении, при частично открытых воротах, или же закрытых воротах), а также и сосредоточенную нагрузку от веса самолета (которая будет в момент его ввода или вывода из ангара).
При этом надо учитывать, что такая нагрузка может быть приложена в различных точках по длине воротного проема, в зависимости от места прохождения самолета или даже нескольких самолетов (одновременный ввод или вывод), т. е. нагрузка является подвижной, причем надо принять во внимание, что вес самолета распределяется неравномерно на шасси и костыль (данные об этом следует брать из справочных материалов для тех самолетов, для которых проектируется ангар).
Рассмотрим в качестве примера расчет опорной подушки для нижних направляющих рельсов раздвижных ворот ангара пролетом в 32 м.
188


Створки ворот этого ангара представлены на рис. 109 и 117. На рис. 126 изображен план расположения опорной подушки с направляющими рельсами и даны основные размеры.
я
Э
§
с
я
Си
о
с
о
5
X
Я
Б
2
я
ч
со
ГЗ
6 с
я
£
я
я
£
о
ч
о
ев
Ч
С
о
я
а.
Как было сказано выше, ворота состоят из четырех створок (восемь полустворок), отодвигающихся при открывании в одну сторону (убежище), поэтому на рис. 126 показаны четыре нижних направляющих
189


пути. Попутно сделаем оговорку, что сдвигание створок ворот при открывании в одну сторону ангара является только частным случаем, вытекающим из конкретных требований для проектирования. В других случаях может быть и другое решение, например, симметричное расположение створок относительно продольной оси ангара с расположением убежищ по обе стороны ангара, т. е. раздвигание ворот на две стороны ангара.
У Р=3500кг
Рис. 127. Схема нагрузки на плиту от колес самолета.
Расчет плиты для нижних направляющих путей проведем двумя способами:
а) как балку на сплошном упругом основании размерами: 1,25 X X 0.35 X 41,49 м (0,45 м балки заходит за пределы оси опоры фермы),, что возможно при соответствующем грунте, причем решение получается более экономичное, благодаря отсутствию земляных работ на устройство фундаментов и уменьшению количества затрачиваемого железа;
Рис. 128. Схема нагрузки на плиту от веса ворот.
б) как неразрезную плиту, ограниченную температурными швами, размерами в первом участке: 1,25 X 0,20X 17,04 м> во втором:
0,96 X 0,20 X 16,00 м, в третьем: 0,70 X 0,20 X 16,90.1
Для большего обеспечения стока воды предусмотрено через каждые два метра по длине аппарели в плите, служащей основанием для нижних рельсов, сделать бороздки сечением 0,40 X 0,30 м, в самих же рельсах должны быть сделаны против этих бороздок отверстия для^пропуска воды по бороздке на аппарель.
Расчет плиты для нижних направляющих.
а) Расчет плиты производим как балки на упругом основании. Сечение 1,25 X 0,35 м.
Схема нагрузки.
1. От колес самолета (рис. 127)
2. От веса ворот (рис. 128).
1 Третий участок переходит на 8,90 м за пределы правой оси опоры фермы, при этом можно осуществить раздвигание ворот в обе стороны ангара.
190


Здесь 2500 кг — вес двух полустворок, находящихся на одном рельсе.
Расчет по 1-й схеме.
Расчет произведен по таблицам Корневица. 1
Коэфициент упругости податливости грунта для плотно слежавшегося гравия £=10 KzjcM3.
Момент инерции балки:
bh> 125-353
J ~ 12 —
12
125-42 875 12
= 446 625 см4.
Модуль упругости бетона £: = 21-104 кг/см2, Коэфициент измерителя жесткости балки т:
т -
■ V~^-=Vz
V 4EJ У 4-
10-125
3,34
21-104-44б 625 10-25,8-3,03
= 0,00756 см~К
Расчет производим по схеме
х = 0 х = 1,30 . х = 2,60 . х = 3,90 . х = 5,20 . х = 6,50 . х = 7,80 . х = 9,10 .
№ 32 в сечениях через 1,30 м.
сз = х • т
. ср = 0-0,00756 = 0 . ?= 1,30-0,00756 = 0,99 . ? = 2,60-0,00756= 1,98 . = 3,90 - 0,00756 = 2,95
. ср = 5,20-0,00756 = 3,93 . ср = 6,50- 0,00756 = 4,91 . ср = 7,80-0,00756 = 5,90 . ® = 9,10-0,00756 = 6,88
Р = Ьт = 2,60.0,00756 = 1,97
Давление на грунт р в участке
Р
Рт /
~(Гу
АВ:
ср
+
-4s
иг
ч
гг
С Z
т п еЯ Сгг
Р 9
П! ft
р S
- «р С? + 4.1, с"
.0
-0,0748
1,00
+0,0748
—0,3653
0,00
0
0
+0,0748
0,99
—0,0748
0,847
+0,063355
—0,3653
—1,901
+0,69444
+0,17361
+0,23696
1,98
—0,0748
-1,421
—0,10629
-0,3653
—6,478
+2,36642
+0,59165
+0,48536
Рт
d
3500-0,00756
125
= 0,212 кг/см2
ср = 0 -Р = + 0,0748 -0,212 = +0,0158576 кг/см2. ср" = 0,99 • Р = + 0,23696 * 0,212 = + 0,050235 ? = 1,98 - Р = + 0,48536 - 0,212 = + 0,102896
1 Корневиц и Эндер, Формулы для расчета балок на упругом осно¬
вании, 1932.
191


На участке ВС:
V» R
СО Tf NOiiOO1^
00 ю со о о СО О) rf 00 ГГ со о о Ю О о о о
г=< О ОлООО
о" о" o' o' o' о"
I I
CN CS (N (N CN <N (N(NC4(N CN CN CD CD О О О O' СО гД
СЧ О ^ 00 ^ СО СО ^ —. о Ю Г— 05 05 ^ СО ООЮСОгнрнО ^(N0000
о о*4 о" о" ог о'
I I I
11.0,0,0,0,0,
. ю со 1-4 О 00
5 05^05^05^05^00
Г см' со ю со
- &- э- э- э-
00
о
о"
CN
О
О
ю
со
192
Давление на грунт от собственного веса балки:


Общее давление
g + Р = 0,084 + 0,103 = 0,187 кг/см*,
что меньше допускаемого.
Максимальное отрицательное давление меньше давления от собственного веса, следовательно расчетная схема соответствует действительности.
13 а
ос:
*5
<и
п
си
о
9-
о
5:
оГ'
со
со
8
—
.
05
ю
1
О
о
<м
t 9-
сГ
о*4
о
_ СП. <|)
+
+
г
"|
t"-
со
СЧ
г—
и
о.
05
05
f".
СЧ
C53L.
(|>
О
о
o'
о
а>
1
+
+
1
05
СО
rf
о
9-
ю
05
05
со
о
со
со
ю
ш
о"
1
о"
1
о"
о
rf
СЧ
9-
о
со
о
о"
7
'
со
со
со
ю
ю
ю
со
со
со
со
со
СО
ш
o'
1
1
о"
1
Ю
v О*
ю
О
ю
V. С*"!-
со
см
о
о
1
о
1
о
1
ю
05
ю
^ 9-
ю
и
^ соси
о
СЧ
со
о
о
,
со
о
о
^ 9-
о
о
о
7
со"
1
00
со
со
чт
rf
Г"-
с^.
- 0Л-
о
о
о
o'
1
о
1
о"
1
оо
г-'-
9-
05
05,,
о
o'
о
2
I
11
11
II
9-
Л. Бб ;ВИЕОРНЫЙ 437
ш
О . . .М= 0,0913 • (— 463000) 42270 кг см
0,98. . ,М= 0,0416 -(—463000) = — 19 260 .
1,97. . . М = — 0,25091 -(—463000) = +116 171 .


Определение М в сечениях на участке ВС.
м = - £ (-»/« Ср - 1/4 С'р SV )
1 ^ 9-
^ 9-^ °L “
со.
О +;
f '
— 0,25091 + 0,0227 + 0,04557 + 0,01559 5- 0,00076
— 0,00122
.. 9- ы
Р- 00. О
1
Tf Ю СМ гчтЦЮЮСМСО
г-н СС Ю 05 СО г-н
CM CD rf о О О г-. О О О <э С5Л
o’ o' о" о*4 о о"
I+++I1
.. 9-
ш
^ СП.
о
1*0 со СС LO СС О СМ 05 ю
Tf ю см оо см СС оо со оо со г-, о
^ см^ г-н О
о" о" о" о o' о"
+11I++
- э- (1)
00 г-н 05 rf-гнООЮСМн
с- ^ см о о о о, Ол © со о_ о о" о" о" о" о" о
I+++I1
^ 00. О
оо оо оо оо оо оо
NNbNNN
rf
со со со сс сс со" 1 1 1 1 1 1
- 9- ш
S: сп.
0
1
Ь- N^fOO N S О О ^ rf
<05 со о со СМ О (N^OOOO
г-н <0 0 <0 0^0^
o' о" о" о" о о" 1 1
t 9- <о
00-
и
0,5191 0,1748 — 0,00028
— 0,02416
- 0,00995 -0,00142
///
со см о о
lOCOONNrH
СО см О —1 о о СО г-^о ООО
o' о" о" о" о" o'
1I++++
СП.
о
CM CM CM CM CN см
rt^ ^
777777
9-
МОСОгнООО 05 05 05 05 05 оо 1-Г см" со 'т*' ю сс
ГН 0 0)00
1-Г 05 —■ ю со • ю о см со ю
г-1 см
+ 1 II++
о о о о о о о о о о о о о о о о о о со со со со со со со сс со со со со
rf ТГ тг
I I
г-н Ь- 05 СО см 05 г— ю LO см
о см ю ю о —'
idCMTfrHOO
с^со^оо о о" о" о" o' o' о
I+++II
<S.|£ .
t>- Ю СО . о оо
O^O^Oi 03 о> 00
г- СМ СО ^ LO со"
II II II II II II
9- Э* 9- 9- Э-
CQ
>- со.
СС to
И ^
X ~
РЕ ^
(и 'О
о* со. 03 "со и ^ CQ
сН
' <u Q*
<и
et
<и
сх
с
о
1
. ч. 9-
Ь: СО.
^ СО. “
« -#
т ’
-0,00
-0,1281
0,5072
.. 9-
0
S со. ш
1
— 0,00 — 0,0571 0,4324
9-
и
оо.
0,00
0,2283
1,7293
- 9-
о
LO тг
О СМ со
o^cct- o' О*4
1 1
^ с£- ш
-0,3653
— 0,3653
- 0,3653
t 9-
0
- (30. «
1
0,00
-0,07105 - 0,0748
Р 9-
о
^ со. «>
0,00
0,2842
0,2994
\>9'
_ о со
ООО
о^ооо, о" со"
1 1
— 0,0748
— 0,0748
— 0,0748
9-
С» 1>- 05 О) О О г-Г
II II II II
й.О'О’О’
00 ь-
05 05
9* 9- 9-
ш
3500 кг
0,00-(+3500) = О
-0,128Ь (+3500) =-448 кг
— 0,5072. (+ 3500) = - 1775 „


Определение Q в сечениях на участке ВС. Q = -P(CM<f-l/«Cp «')
- о-
05
05
rj«
lO
СО
о
ю
Tf
СЧ
LO
8
05
о
со
СЧ
о
Tf
о
ол
о
1
О
о"
о
о"
o'
о4
9-
I
1
QO.
О
^ 9-
rf
со
со
сч
со
_
со
СЧ
ю
сч
со
т—1
< С£-
СО
сч.
о
о
О
о
о
©^
о
о
1
О
о"
о
o'
1
о*
1
о*
!
^ 9> ш
— 1,665
— 0,1296
ч*
00
о4
1
0,0907
0,01296
— 0,0065
о
00
ч*<
сч
Г-Н
ю
сч
сч
гн
о
о
S; 9-
сч
о
о
о
о
©^
<0
o'
о"
о
сГ
1
o'
1
сГ
со
00
00
00
00
со
ь-
ь-
ь-
S: со.
rf
ч*
чГ
ч*
ч*
и
ссГ
1
со"
1
со
1
со
1
со"
1
со"
1
05
ь-
05
Ю
4t<
00
ч*<
со
со
сч
05
*-Н
ч*
*-н
t"-
Г"
о
о
о
ой-
о
©_
о
о
о
о
о
о"
о
о
1
о
1
о"
1
05
о
СО
4f
со
ю
ю
о
о
о
э-
о
о
ол
ол
о
о
ф
сГ
1
о"
1
о"
1
сГ
о"
о"
сч
сч
сЗ
сч
сч
сч
оа.
Г л
чг
чг
4f
ч*
sJ
т
7
7
7
7
7
с^.
ю
со
о
00
9-
о
05
05
S
оо
сч"
со"
ч+*
ю"
со"
I
кг
в
&
в
в
чг
сч
со
00
сч
84
со
сч
со
сч
1
1
г-Н
II
II
II
1
II
II
о
о
о
о
о
о
ю
со
о
8
о
ю
с?
8
со
О
ю
00
05
ь.
05
3
ю
00
о
сч
Ч*
S
t—
05
тГ
о
г-^
8
сч
©Л
о
о
о"
о
о
о"
1
о"
1
II
11
II
1
II
II
о
о-
СУ
СУ
СУ
ь-
ю
со
о
05
05
05
05^
t-H
сч"
со
Т+
lO
II
II
II
II
II
9-
э-
э-
*
195
+0,0004 • 3500 = +1,4


»«^Расчета по 2-й схеме не“ производим, так как вес створок через ролики передается v непосредственно на рельсы, которые сами сопротивляются изгибу. Следовательно, в отношении плиты здесь будет явление, близкое к сжатию.
Поверка.
Общее давление на грунт:
х = 0 — 0,016 + 0,084 = 0,068
х = 1,30 0,050 + 0,084 = 0,134
х = 2,60 0,103 + 0,084 = 0,187
л: = 3,90 0,055 + 0,084 = 0,139
л: = 5,20 0,008 + 0,084 = 0,092
х = 6,50 — 0,004 + 0,084 = 0,080
х = 7,80 — 0,003 4- 0,084 = 0,081
х = 9,10 — 0,001 + 0,084 = 0,083
Г2Т Суммарная величина реакций равна сумме приложенных сил к балке.
| = (0,068 + 0,134 + 0,134 + 0,187 + 0,187 + 0,139 +
+ 0,139 + 0,092 + 0,092 + 0,080 + 0,080 +■ 0,081 +
+ 0,081 + 0,083) -13°2125 = 1,577-65-125 =
= 1,577-8125 = 12 813 кг/см*.
Вес балки на участке 9,10 м (рис. 129):
Неувязка:
q = 9,10-1,25*0,35*2,4 = 9550 кг. Р = 3500 кг.
P + q = 3500 + 9550 = 13 050 кг.
(12 813— 13 050) 100 12813
1,84%.
Подбор арматуры.
Нижняя арматура.
h' = С у/~^5 = 0,349 |/~= 0,349-30,3 = 10,6 см. Одиночную арматуру ставить можно при:
Fe = С2 УЖЬ = 0,00262 У116 170-125 = 0,00262-3793,4 = = 9,93 см2.
Берем F = 8 0 13 мм = 10,62 см3. Верхняя арматура.
h' = c1yr
= 0,349
-./42 270 Л,.п 205 ... ,
У —25~ = °’349 ‘1+2 = 6'44 см -
Ft=C2VMb = 0,00262 У 42 270-125 = 0,00262 • 205 • 11,2 = 6,02 смК
Учитывая наличие рельсов, считаем, что при отсутствии стыкования их в одном сечении, можно передать растягивающие напряжения на них:
рельса = = ШГ\ = °-00187 М2 = 18)7 СМ% > 6'°2 СЖ*-
Касательные напряжения:
т = Отм = Д778-8- = 0,504 кг!см\ b\h 125-7-32
гак как т<4,4 кг/см2, поверку на главные напряжения не производим. 196


б) Производим расчет как неразрезной плиты,8 ограниченной температурными швами.
Всю плиту в расчетном отношении рассматриваем как состоящую из отдель- мых участков: 1-й участок—2 пролета по 4,42 м и 2 пролета по 4,10 м; 2-й участок—5 пролетов по 3,20 м; 3-й участок—2 крайние пролета по 4 м и 2 средние по 4,45 м. При примыкании плит образуются температурные швы.
Зпюра изгибающих моментов SjQ 780 6,50 5,20 3,90 2,60 t,30 О
Расчет 1-го участка.
Расчет произведем по двум стадиям: первая состоит из составных схем— 1, II и III, вторая—из схем III и IV.
Составные схемы расчета изображены на рис. 130.
Вес ворот:
Я =
2500*4
8
= 1250 кг/м .
197


Собственный вес балки:
g= 1,25-0,20-2400 + 100 = 700 кг/м
(где 100 кг/м— вес четырех рельсов с металлическими шпалами и заплечиками в плите для смыкания аппарели и пола).
Определение опорных моментов производим по таблицам Менша как равнопролетных плит, ибо неравномерность пролетов составляет около 5%.
П
!S "
— UM2 4-— if.lL
lic
? —
jfc-
1
J—Ы
у ^
L^ 1
- и,Ц2
4 L - U,U2
^ 1 -—
— UJO -4
A A
25 Z
j
—
UM2 4»
и JO ,
• ..x 4-). ..J
Рис. 130.
Опорные моменты по схеме 1:
Мв=- 0,067-1250-4,422 = — 1640 кгм, Мс= 0,018 1250-4,422 = 440 *
AfD = — 0,004-1250-4,422 = — gg .
Опорные моменты по схеме II:
Л/д = — 0,049-1250-4,422 = — 1200 „
Мс = - 0,054-1250-4,422 = — 1324 „
MD= 0,013-1250-4,422= 318 „
Опорные моменты по схеме III:
Мв = — 0,107 - 700 - 4,422 = — 1605 ,
Мс = — 0,071 - 700-4,422 = — 1220 „
M]j = Мв = — 1605 кгм.
Опорные моменты по схеме IV:
Мв = — 0,036-1250-4,422 = — 883 .
Мс = — 0,107-1250-4,422 = — 2630 .
MD = Мв — — 883 кгм.
198


Расчетные опорные моменты:
Мв = — 1640 — 1200 — 1605 = — 4445 кгм.
Мс = — 2630 —1220 = — 3850 кгм.
Пролетные моменты.
1-й пролет. Схемы I + II + III (рис. 131):
№ , gl2 Мв_ 1250-4,423 f 700-4.422
Л*1“ 8 + 8 2 = 8 8
Схемы III + IV:
+ 1715 — 2222,5 = 2553 кгм.
4445
2
= 3060 +
=1715 — 802 — 442 = 471 кгм.
рас =2553 кгм.
Рис. 131.
2-й пролет. Схемы I + II + III:
М -дРл-еР Мв МС чпкп I 171с 4445 I— 440 + 1324 + 1220
М* Т + ~8 2 Г 3060+ 1715 g ( 2
= 3060 + 1715 - 2223 —1052 = 1500 кгм.
Схемы III + IV (рис. 132).
м _ <?/2 _L SP мв Мс ,rtfin , 171C 883 1605 1220 2630
+ - = 3060 4-1715 g 2 2 2~”
= 3060 + 1715 — 441 — 803 — 610 — 1315 = 1606 кгм.
Подбор арматуры. Арматура в 1-м пролете:
— Ci
|/~ у = 0,349
255300
125
0,349-505,3
ПЗ 5,7
см.
15,7<Л1 = 20-2 = 18 см.
Fe = С2 уш = 0,00262 1^255 300-125 = 0,00262-505,3-11,2 = 14,8 смК
199


Берем:
F = 8 0 16 мм = 16,08 см2.
Арматура во 2-м пролете:
Ft = С^уШ = 0,00262 /160600-125 = 0,00262• 400,8-11,2= 11,8 см*. Конструктивно берем:
Ft = 5 0 16 лл = 10,06 мм2 = 2 0 13 ж.и = 2,66 ,
Арматура над опорой В:
Л1 = С|/~ у = 0,349 ■j/~
444 500 ло,п 666,3 олс „ ___ = 0,349 w = 20,8 с*'.
20,8 см > 20 — 2 = 18 см .
Одиночную арматуру ставить нельзя.
По таблицам Гейера:
х = khx = 0,375-18 = 6,75 см .
h\ — Сз
/? /
18 444 500 125
-%8Г = ода-
Коэфициенту Сз = 0,303 соответствует:
ц = 0,6
и
С4 = 0,00987.
Fe = C4M, = 0,00987-125-18 = 22,2 см2.
-<Н.222-3 6’75 -
’ ’ 3 6,75 — 2 '
= 8,41 см2.
F'e = QA-Fe?r--—?—, е 6 3 х — а’
5,92-6,75
4,75
Принимая во внимание наличие рельсов, при условии стыкования их не над опорой, дополнительную арматуру на растяжение не вводим, так как:
_ G-4 _ 0,1478-4
грельса — т.100— 0,007875-1 — 4 = /0 *
Арматура над опорой С.-
Расчета не производим, так как а арматура вводится конструк¬
тивно, как и над опорой В.
Принимая во внимание, что створки ворот могут быть согнанными и над 3 и 4 пролетом, арматуру в этих пролетах даем соответственно 1 и 2 пролетам. Главныенапряжения.
1-й пролет. Схема I:
А = 0,433-1250-4,42 = 2400 кг.
Влев =— 0,567-1250-4,42 = — 3140 кг.
Схема II:
А = — 0,049-1250-4,42 = — 272 кг.
Влев = - 0,049-1250-4,42 = — 272 кг.
200


Схема Ш:
А = 0,393-700-4,42 = 1230 кг.
Влев = - 0,607-700-4,42 = — 1880 кг.
Суммарная Q:
А = 2400 — 272 + 1230 = 3358 кг.
^лев.
-3140 —
272— 1880:
Скалывающие напряжения:
И-
Qa _
3358-8
0
bib.
125-7-18
Qb _
5292-8
то -
blh,
125-7-18 “
1,7 кг!см2.
= 2,7 кг/см2 .
Так как скалывающие напряжения меньше 4,4 кг/сма, то поверку на глав ные напряжения не производим.
Перерезывающая сила во 2-м пролете меньше (коэфициенты меньше), еле довательно, поверка является излишней.
i
l
\ i — 3,20—-
^ 1 — 3,20—-
^ 2 -—3,20—-
^ t
-—3,20—-
—3,20——1
Я
А l
-—3,20
£ L
-— 3,20—
r
£ 4Z —3,20■ -i 3,20—
r
“J
k— 3,20 —H
LI L -—3,20—-
^ i
-—3,20—-
5 7 -—3,20—
l 2 —3,20—
S ^
3,20—
Рис. 133.
Расчет среднего участка.
Схема нагрузок (рис. 133):
Р—нагрузка от одного колеса самолета, равная 3500 кг. Нагрузки:
Вес трех створок ворот:
1250-3 поо , q = —^— = 938 кг/м.
Собственный вес балки:
g = 0,96-0,20-2400 + 75 = 536 кг/м.
Опорные моменты.
Схема I:
Мв = (— 0,067 — 0,049)938• 3,202 = — 0,116-938-10,24 = — 1115 кгм. Мс = (- 0,018 — 0,054) 938-3,202 = - 0,072-938-10,24 = — 692 кгм. MD = (— 0,005 + 0,014)-938-3,202 = 0,009 • 938.3,202 = 86 кгм.
МЕ = (0,001 - 0,004)-938-3,202 = _ 0,003 • 938 • 3,202 = - 29 кгм.
20Я


Схема II:
Мв = — 0,105-536-3,202 = -0,105-536-10,24 = — 576 кгм.
Мс = — 0,079 - 536 - 3,202 = _ 0,079 - 536 • 10,24 = — 434 кгм.
ЛА£) = AJq и Мв = Мв.
Схема III:
Мв = (— 0,073 + 0,020)3,500-3,20 = -0,053-3,500-3,2 = — 594 кгм.
Мс = (— 0,081 — 0,079) 3,500-3,20 = - 0,16-3,500-3,2 = — 1792 кгм. MD = (+ 0,022 — 0,079) 3,500 - 3,20 = — 0,057 - 3,500 - 3,20 = — 638 кгм. МЕ= (—0,005 + 0,020)3,500-3,20 = + 0,015-3,506-3,20 = + 168 кгм. М Врас. = -1115 - 576 = - 1691 кгм. мСрас. = — 1792 - 434 = — 2226 кгм.
Пролетные моменты.
1-й пролет. Схемы I и II:
_дР gP Мв 938-3,22 536-3,22 1115 576 _
1_" 8 + 8 2 8 ' 8 2 2“
= 1201 + 686 — 558 - 288 = 1041 кгм.
Схемы II и III:
д, _&Р Мв_ 536-3,22 8 2 “ 8
576
2
594
2
686 — 288 — 297 = 101 кгм.
Мх =1041 кгм.
1 рас.
2-й пролет. Схемы I и II:
. _qP . gP Мв Мс _ 938-3,22 536-3,22 ш5 576 692 434
Л1*— 8 + 8 ' 2 2 8 + 8 2 2 2 2
= 1201 + 686 — 558 — 288 —346 — 217 = 478 кгм.
Схемы II и III:
PI gP Мв Мс 3500-3,2 , 536-3,2г 576 434 . 1792 594
Л1з— 4 +'8 2 2“ 4_|_8 22 2 2
= 2800 + 686 — 288 — 217 — 896 — 297 = 1788 кгм.
Мп = 1788 кгм.
^рас*
3-й пролет. Схемы I и II:
gP Мс MD 536-3,22 692 / 434 \ .86
8~ 2 2~ = 8 2 1 Т)2 + Т
= 686-346-
Схемы II и III:
Л43 = ^ + ^ — 2 ^ = 2800 + 686
434 -f 43 = — 51 кгм. 1792
-434
^ = 1837 кгм.
Мо = 1837 кгм.
°рас-
Принимая во внимание наличие рельсов, на отрицательный момент в пролете расчета не производим.
Подбор арматуры.
1-й пролет:
К = с,
0,349
V
104 100 96
= 0,349
322,6
9,8
11,5 см.
3-
11,5 см<Сй1 = 18 см.
F, = с2 У~Ш> = 0,00262 У104100-96 = 0,00262-322,6-9,8 = 8,3 смК
2^2


Принимая во внимание неучтенное сопротивление рельсов изгибу, из конструктивных соображений принимаем:
— Fe = 6 0 13 = 7,96 смК
2-й пролет:
= Q ]/"j =0,349 |/~
178 800 = 0,349 ?22>8-
96
9,8
: 14 СЛ*2.
Берем:
3-й пролет:
14,0 	</*! = 18 сж.
Fe = С3 У Мб = 0,00262-422,8-9,8 = 10,85 смК
/=• = 8013= 10,62 сл«2.
и - г , ЛМ _ п о.о , /“ 483 700 п,,0 428,6
hi — Ci у — 0,349 у — 0,349 • g g — 15,26 см
15,26 < hi = 18 см.
Fe = СаУMb = 0,00262 Y183700-96 = 0,00262-428,6*9,8 = 11,0 см2 Берем:
Fe — 8 013 мм = 10,62 см2.
Опора В:
Л, «С, У у = 0,349 |А
169100 = 0,349 :"1'2
96
9,8
14,6 сж.
(двойная арматура не требуется).
Fe= С3 У"мь = 0,00262 У169 100-96 = 0,00262-411,2-9,8 = 10,60 смК Учитывая наличие рельсов, арматуру не вводим.
Опора С:
», = С, \f "=0,349 У
222 6“ = 0,349 £М = 16.8 м.
96
9,8
(двойная арматура не требуется).
Главные напряжения.
Перерезывающая сила
(Q = k'pl и Q = k'P).
Максимальная перерезывающая сила от сосредоточенной нагрузки С* (большой коэфициент) во 2-м пролете:
Q = (- 0,507 - 0,099) 3000 = — 0,606-3500 = - 2121 кг.
Максимальная перерезывающая сила от веса ворот — 5/ — в первом пролете:
Bt = (—0,567 — 0,049)938-3,20 = — 0,616-938-3,2 = — 1849 кг.
Перерезывающая сила от собственного веса плиты:
Ct = -0,474-/7/= — 0,474-536-3,2= - 813 кг. Bt = — 0.606 •pi = — 0,606 • 536 • 3,2 = — 1040 ,
Максимальная перерезывающая сила:
Ci = — 2121 — 813 = —2934 кг. Bi = — 1849 — 1040 = — 2889 „
203


Скалывающее напряжение:
Qi
Lo“ 7 '
Ъ+rh,
2934-8
96-7-18
= 1,92 кг/см2.
Поверку на главные напряжения не производим, так как скалывающие напряжения меньше 4,4 кг/см*.
Расчет 3 участка.
Схема расчета (рис. 134). Нагрузки.
Вес ворот:
25°0 Q1,
9 = —«— = 315
кг/м.
4,00 -
4.45
4,45
4/00
f
и,оо —4-
4,05
У

"2F  44- 4,45
Ж
Zi
4.00
Ь 1
- 4,00
ь 1  4,45 -I
i 1
- 4,45
4,00 —-
Рис. 134.
Собственный вес плиты:
g = 0,20-0,70-1 - 2400 + 50 = 386 кг/м.
Опорные моменты.
Схема I.
Мв = (— 0,067 — 0,049) -315- 4,452 = - 0,116 -315-19,8 = - 724 кгм. Мс = (0,018 — 0,054) 315-4.452 = — 0,036-315-19,8 = — 225 кгм. Схема II.
Мв = — 0,107-386-4,452 = -0,107-386-19,8 = — 828 кгм.
Мс = — 0,071 •386-4,452 = - 0,071-386-19,8 == — 543 .
Схема III:
Мв = — 0,107-315-4,452 = — 0,107-315-19,8 = —667 кгм.
Мс = — 0,071 -315-4,452 = — 0,071 -315-19,8 = —443 .
Мврас> = — 724 — 828 = — 1552 кгм.
Мсрас. = — 543 - 443 = - 986 .
204


Пролетные моменты. 1-й пролет. Схемы I и II:
724
2
М. _ 315.4.45. 386.4,45. _ Mj _ ш + 9И
2 8 8 2 898
- ^ = 780 + 955 - 362 — 414 = 959 кгм.
Схемы II и III:
_дР . gl2 Мв_ 315-4,452 , 386-4,452 828 667
Л,1“Т + Т"““У"“ 8 + 8 2 2~
= 780 + 955 — 414 — 334 = 987 кгм.
Мл = 987 кгм.
1 рас.
2-й пролет. Схемы I и II:
М,=^ + ^_^_«с = 780 + 955_?й_5«_™_.»_
= 780 + 955— 113 — 272 — 362 — 414 = 574 кгм.
Схемы II и III:
1И,,Й + ^_*г_^,гао + 955_^_®_Ь43_
443 „пс;
= 495 кгм.
М9 = 574 кгм.
+ас. ,
Подбор арматуры. 7-й пролет:
и -ш .„.л-А98 700 г\ олс\314Д 101
— С у у — 0,349 у —Yq~ — 0,349 g ^ — 13,1 см.
13,1 см = 18 см.
52 у" 98 700-70 = 0,0026
F = б 0 13 жл£ = 7,96 сл3.
= С2 У Mb = 0,00262 у" 98 700-70 = 0,00262-314,1-8,4 = 6,91 см\ Берем:
2-й пролет:
Fe = С2 УШ = 0,00262 У 57 400-70 = 0,00262-239,7-8,4 = 5,28 см2. Берем:
Опора В.
Т7 = 4 0 13 мм = 5,31 см2.
^ = С |/~у = 0,349 |/ 1-^-° = 0,349 Щ = 16,38 с*.
70
8,4
16,38 < = 18 сж.
Fe = С2 = 0,00262-394-8,4 = 8,7 сж2.
Принимая наличие рельсов, арматуру не вводим.
Опора С.
Расчета не производим, так как
Мс<^Мв.


Главные напряжения.
Максимальная перерезывающая сила будет в 1-м пролете Вх (большие коэ- фициенты) по схемам I и II.
Схема I: *
На рис. 135—137 приведена конструкция плиты под нижние направляющие рельсы по разрезам АВУ CD и EF в соответствии с планом (рис. 126), с указанием основных размеров и при расчете плиты как балки на сплошном упругом основании.
Разница в конструкции плиты при расчете ее как неразрывной балки скажется, по сравнению с вышеуказанной конструкцией, только в устройстве отдельных фундаментных столбов в местах опирания плиты и в изменении ее толщины (0,20 м) по сравнению с первой (0,35 м), а также в том, что ширина плиты по трем участкам будет различна, как было сказано выше (1,25 м\ 0,96 м; 0,70 м)> в зависимости от количества проложенных рельсов.
В абсолютном большинстве случаев глубина заложения подворотных фундаментных столбов определяется из условия глубины промерзания грунта.
24. 	Способы механизации и расчет открывания различных типов
ворот ангара.
Переходя к расчету сопротивления ворот при их открывании или закрывании, условимся провести рассмотрение этого вопроса раздельно по соответствующим типам ворот: раздвижные, гармоникообразные уравновешенные, гармоникообразные неуравновешенные и подъемно- коромысловые.
Расчет сопротивления передвижению раздвижных ворот ангара.
Сопротивление передвижению таких ворот складывается:
а) 	из сопротивления передвижению ведущих роликов от весовой нагрузки, равного:
Вх = (— 0,567 — 0,049)pi = — 0,616.315*4,45 = — 865 кг.
Схема II:
0,607 pi = — 0,607 • 386 • 4,45 =- 1043 кг. Qm&x = —1043 — 865 = — 1908 кг.
Поверку на главные напряжения не производим, так как: т0 =1,73 кг/см2 < 4,4 кг 1см2.
(74)
206


207
Рис. 137. Разрез EF плиты под направляющие.


где
2
р — вес всех створок, перемещающихся одновременно и в одной
плоскости, выраженный в килограммах;
(л — коэфициент трения скольжения в цапфах ролика; г—радиус цапфы ведущего ролика в сантиметрах;
/—коэфициент трения качения колеса по рельсу в сантиметрах; R— радиус ведущего ролика в сантиметрах.
Обозначая = 1*общ. и понимая под [А0бщ. коэфициент общего трения ведущих роликов от нагрузки собственным весом створок, сокращенно будем иметь:
^ Аа0бщ.
(75)
б) 	из сопротивления передвижению отбойных роликов от ветрового давления: ^
F'2 2 /?—’ <76>
где LW—ветровая нагрузка, приходящаяся на все створки, перемещаю*'- щиеся одновременно в одной плоскости, выраженная в кило" граммах;
— коэфициент трения скольжения в цапфах отбойных роликов; гх — радиус цапфы отбойного ролика в сантиметрах;
/г — коэфициент трения отбойного ролика по соответствующему материалу направляющей в сантиметрах;
Ri — радиус отбойного ролика в сантиметрах.
в) 	из сопротивления передвижению ведущих роликов от давления ветра и от трения в ребордах и ступицах Fs.
Следует отметить, что величина последнего сопротивления (давления ветра на ведущие ролики створок) практически не разрешена и в различных видах механизмов передвижения учитывается рядом экспериментальных формул и данных. Поэтому является целесообразным, по нашему мнению, устройство отбойных роликов как внизу, так и вверху створок ворот, как было описано выше в одном из примеров (рис. 102). Но ввиду того, что практически это затруднительно и увеличивает стоимость ворот, составляющую довольно значительную часть общей стоимости всего ангара, во избежание недоучета ветровой нагрузки следует при расчетах передавать всю ее на верхние отбойные ролики.
Сопротивление от трения в ребордах и ступицах ходовых колес учитывается опытным коэфициентом запаса £, который можно рекомендовать брать, до проведения соответствующих опытов, равным 1,3—1,4, как процент надбавки к сопротивлению передвижения ведущих роликов от весовой нагрузки.
Этот коэфициент был предложен Штокманом в последние годы (1927 г.) для расчета мостовых кранов.
При расчете с коэфициентом запаса и при устройстве ведущих роликов на фрикционных подшипниках общая формула для сопротивления передвижению принимает вид:
F = F1+F, + F3 = %p-k.^±%W^±±. (77)
208


(78)
То же при устройстве ведущих роликов на шарикоподшипниках:
!-4ri + /i
~ж
где \i' — приведенный коэфициент (идеальный) для шарикоподшипников.
В качестве примера произведем следующий расчет. Допустим створка имеет 7 м в высоту и 5 м в длину. Вес 1 м2 створки равен 40 кг. Давление ветра 30 кг/м2. На каждой створке имеется г:о два ведущих ролика:
R = 10 см ; г =2 см; = ;хх = 0,1; /= fx = 0,05;
= 5 см.\ rj = l,5 сл*.
Согласно формуле (77):
F = 7 • 5 • 40 • 1,4 0>1 2 + °’05 4-7-5-30 1?^+.°’-^
1и и
49 -|- 42 = 91 кг.
Согласно формуле (78):
F = 7 • 5 • 40 • 0,4 0,1-2 + 7 • 5 • 40 0’004 2 + 0,05
-f 7-5-30
10
0,1-1.5 + 0,05
10
= 14 + 8,1 +42 = 64,1 кг.
В последней формуле коэфициент трения р/ принят равным 0,004. Указанные примеры дают наглядное представление о выгодности применения ведущих роликов на шарикоподшипниках.
Следует оговориться, что здесь в обоих случаях ветровая нагрузка была принята значительной, соответствующей, примерно, скорости ветра в 22 м/сек., при которой, согласно „Наставлению по летной службе на воздушных линиях СССР", уже не летают, так как летной погодой на почтовых линиях СССР считается погода при наличии ветра со скоростью не свыше 20 м\сек., а на пассажирских линиях — не свыше 15 м\сек., но ворота ангаров могут быть открываемы.
Собственный вес створок может быть подсчитан точно на основании исчисления веса всей конструкции запроектированной створки.
Для предварительного расчета сопротивления перелвижению и выбора варианта можно пользоваться данными веса 1 м2 створки (табл. 16), причем в вес 1 м2 включен и вес роликов, поковок и т. п.
0 ветровой нагрузке уже было сказано выше, поэтому здесь мы должны сделать лишь оговорку в отношении того, что следует различать статический расчет створки ворот от расчета на сопротивление передвижению, так как в первом случае скорость, а следовательно, и сила давления ветра, должны приниматься максимальными для данной местности; при такой ветровой нагрузке ворота должны сохранить свое рабочее состояние, обеспечивая все условия прочности. Что же касается второго случая, то, по нашему мнению, расчетная скорость ветра не должна быть выше 25 м/сек., т. е. с некоторым превышением по сравнению с требованиями, указанными в „Наставлении по летной службе". 1
1 За исключением случая расчета сопротивления передвижению ворот аварийного открытия, который должен определяться особым заданием.
14 А. Л. Бечрикончый
209


Таблица 16
№
п/п
Конструкция и материал створки
Вес 1 м- створки в кг
1
Деревянная досчатая рама и фанер¬
ная обшивка
15—25
2
Деревянная брусчатая рама и досча¬
тая обшивка
25-40
3
Металлическая рама и досчатая об¬
шивка
35-50
4
Металлическая рама и обшивка рол-
нистым железом
30-35
5
1
Отепленные ворота
. 40-60
В части значений расчетных коэфициентов трения укажем те величины, которые следует принимать при расчетах сопротивления передвижению.
Коэфициент трения скольжения для подшипников роликов р.: Подшипники трения (очень слабая смазка) . . ОД —0,15
Подшипники трения (слабая смазка) 0,08 —ОД
Шарикоподшипники 0,002—0,005
Коэфициент трения качения колеса по рельсу / может быть принят равным 0,05 см.
Нами были рассмотрены раздвижные ворота с прямолинейным движением при открывании или закрывании их.
В случае, если ворота ангара при открывании заходят вдоль стен ангара (снаружи или внутри), то, как показали теоретические исследования, проведенные в научно-исследовательском отделе Ленинградского института инженеров ГВФ инж. Н. Я. Мальцевым, сопротивление передвижению створки на кривой возрастает, но этот рост незначителен и составляет примерно 5—Ю°/0 от полного сопротивления передвижению на прямолинейном пути. К этому следует добавить, что необходима экспериментальная поверка полученных данных. Подобного рода ворота изображены на рис. 120.
Во время движения створки раздвижных ворот по криволинейному пути, при несоответствующем малом радиусе кривизны этою пути, возможно заклинивание створки. Во избежание этого необходимо установить зависимость между радиусом кривизны пути и базисом роликов на створке (расстояние между двумя роликами створки).
Пусть мы имеем раздвижные ворота, заходящие при открывании вдоль глубины внутренней стены ангара (рис. 138).
Введем следующие обозначения:
Р — толкающее усилие, прикладываемое к створке для ее движения;
R — радиус кривизны пути;
F—сопротивление каждого из роликов, не зависящее от радиуса кривизны;
2Ю


X— усилие, действующее вдоль створки;
-Ysini — усилие, прижимающее ролик к рельсу на кривой;
/—расстояние между роликами (базис), т. е. /= ;
Р— условный ко- эфициент трения реборд ролика о рельсу.
Тогда имеем:
X cosji=:F-|-A' sin откуда:
X — ^
cos 3 — sin p-jA ’
С другой стороны имеем:
Р= F-\- Asin +Xcosz = F +
+X(sin a • ц -4- cos a) Рис , 38
или:
P=F
F (sin a • p. -}- cos a) / . cos a + Sina-p. \ *7f)
; 3 — sin S-.u ~~ [ cos p-sin p -jJ ‘
cos{
Для случая, когда створка находится полностью на кривой, угол а равняется углу 3, т. е. L.7- — ^Рис- 139). Проектируя на касательную все силы, приложенные к ролику в точке В9 получим:
X cos ol = F-\-X sin a a.
Проделывая то же самое для точки А, будем иметь:
Р = F -\- X cos a -f- X sin a р. или
P = F -f- X (cos a -(- sin a |i) =
= F-
F(cos y. -f- sin a ,a)
=f( i +
cos x — sin x p cos a 4- sin x |x
cos x — sin a
P I cos x — sin at jjl —f- cos x + sin * :x \ p 2 cos a p 2 (80)
\ cosr-siFxlT / cosx-sinxj*“ 1 — tg a p. '
Из рис. 139 следует, что ~=/?sina, откуда


где D — диаметр окружности, по которой описывается кривая вставка,
В формуле (81) числитель представляет собою движению створки по прямой, а
сопротивление пере- = о есть коэфициент
увеличения сопротивления, получающийся из-за кривизны пути.
Автор этого расчета инж. Н. Я. Мальцев подсчитал, что при различных коэфициентах базы створки (под коэфициентом базы понимается отношение удвоенного радиуса кривизны пути к расстоянию 2г
между роликами, т. е. у = t) сопротивление передвижению разнится до¬
вольно значительно и, как следовало ожидать, возрастает при уменьшении коэфициента т. е при уменьшении радиуса кривизны пути, а именно:
/■
-7
?*
Добавочное
сопротивление
%
0,6/
1,2
U8
18
0,75/ 1
1,5
1,10
10
1/
2
1,06
6
1,5/
| з
1,04
4
2/
! 4
1,025
2,5
2,5/
5
1,02
2,0
Из всего вышесказанного следует, что наименьшим коэфициентом базы нужно принять ^=1,5, т. е. когда радиус кривизны направляющих равен 0,75/.
В качестве отдельного замечания укажем, что при проектировании раздвижных ворот ангара с заходом их вдо/Гь внутренней стены необходимо строго следить за тем, чтобы при открывании ворот не было упора створки в стену или колонны ангара при прохождении по кривой. Во избежание такого положения надо построить обертывающие кривые движения створки по кривой и это пространство ничем не занимать.
Механизация раздвижных ворот ангара может осуществляться различными спосоКашГ'^о7первь1?^установкой стационарного мотора с движением створок при помощи троса; схема подобного рода механизации ворот приведена на рис. 140. Такая схема была применена в Мюнхен-  11 При определении коэфициента ? принято значение Н- = 0,1.


ском и Темпельгофском ангарах. Во-вторых, — установкой на створках (на одной или на всех) движущего механизма. В этом случае передача усилий для передвижения ворот может быть производима двумя способами:
1) за счет сцепной силы между рельсом и ведущим роликом;
2) посредством устройства кремальеры, идущей вдоль наружного рельса, по которой перекатывается зубчатка механизма, установленного на створке.
В случае, если движущий механизм устанавливается только на одной створке, на которой находится ведущий ролик с мотором, эта створка при открывании или закрывании ворот должна захватывать вторую
Рис. 140. Механизация раздвижных ворот ангара.
1 — гребенка, 2—убежища ворот, 3 — створки, 4 — траншея под воротами для троса, 5—блоки, б —трос, 7— барабан, 8—червячное колесо, 9 — червячный редуктор, 10—упругая муфта, 11 — электромотор, 12—жесткий зажим, прикрепляющий одну из створок к тросу, 13 - нижние направляющие рельсы.
створку, которая, в свою очередь, захватывает третью и т. д., в зависимости от количества параллельных створок (а, следовательно, и количества нижних направляющих путей). При этом для предотвращения
а
Буер пружины ПруЖинЬ!
■Буер пружина1
8285
буер. пружина
Рис. 141. Схема установки аммортизаторов на раздвижных механизированных
воротах.
удара при открывании и закрывании ворот на каждой створке должны быть поставлены буфера или буферные пружины (как указано на рис. 141 и 109).
На рис. 141 через а обозначено расстояние (неизменяемое) между двумя соседними параллельными створками, необходимое для размещения уголков, к которым крепятся буферные пружины.
На рис. 142 показана отдельная створка с движущим механизмом (системы американской фирмы Allen and Dreew).
При движении створок ворот за счет сцепной силы между рельсом
213


и роликом необходима (и обязательна) поверка последнего на буксовку. Условием отсутствия буксовки является неравенство:
2f<z> (82); где 2^— сумма всех сопротивлений одновременно движущихся створок Z — силы сцепления роликов с рельсом.
В свою очередь:
здесь 2^ — сумма сопротивлений трения одновременно движущихся створок;
2 F" — сумма инерционного сопротивления одновременно сдвигаемых створок.
Сумма инерционного сопротивления может быть определена по формуле:
Рис. 142. Створка с движущим механизмом.
V—створка ворот, 2 — ведущий ролик, «3—ведомый ролик, 4 — червячное колесо, 5 — червячный редуктор, 6 — упругая муфта, / — электромотор, 8 — провода для подачи тока к электромотору,
9 — нижние направляющие рельсы.
где v — расчетная скорость равномерного движения створок, принимаемая от 0,2 до 0,5 м\сек.; t — период разгона;
2р — вес всех створок, одновременно сдвигаемых с места; g — 9,81 м/сек2.
Сцепная сила определяется по формуле:
Z = К • р[Ьсцеп. > (84)
здесь К — число ведущих роликов;
р — сцепной вес, т. е., иначе говоря, вес створки, приходящийся на один ведущий ролик;
|1Сцеп. — коэфициент сцепления ролика с рельсом, который принимают В ЭТИХ случаях Цсцеп. = 0,17.
Преимущество первой системы, изображенной на рис. 140, заключается: в ббльшей пожарной безопасности (по сравнению со второй),
214


в простоте подачи тока к постоянно установленному мотору и в отсутствии буксовки. Недостатками ее являются: проникновение грязи и осадков в траншею; при воротах, заходящих вдоль стен ангара, создается ряд конструктивных трудностей, обусловливаемых прохождением жесткого зажима над роликами на закруглении канавки. При большой ширине канавки для прохождения жесткого зажима по всей длине ворот могут быть затруднения при вводе или выводе самолета из ангара.
Преимущества второй системы: отсутствие траншеи^и канавки и несложность устройства механизации. Недостатками этой системы являются: возможность появления буксовки, для устранения которой приходится или увеличивать сцепную силу, т. е. ставить несколько ведущих роликов, что удорожает стоимость ворот, или увеличивать вес створки, приходящийся на один ведущий ролик (утяжелять створку), и большая пожарная опасность по сравнению с первым вариантом.
Устройство кремальеры не только представляет большие конструктивные трудности, так как при значительных пролетах ангаров она получается громоздкой, затрудняя, при ее установке понизу, вывод самолетов, а при установке поверху сильно нагружает и утяжеляет лобовую ферму ангара, но и удорожает стоимость механизации ворот.
Существующие ворота ангаров, некоторые весьма больших пролетов (более 60 м), в большинстве случаев основаны на применении ручной силы при их открывании и закрывании и, таким образом, связаны с содержанием штата обслуживающего персонала или с использованием для этой цели летного и технического персонала.
Учитывая:
а) возрастающие величины пролетов и высоты ворот в связи с ростом габаритов самолетов, а следовательно, и увеличение веса отдельных створок;
б) определенные требования на скорость открывания ворот;
в) открывание ворот независимо от наличия рабочей силы;
г) одновременное открывание ворот при наличии их с двух или более сторон ангара,
необходимо перейти к более совершенным типам ворот для ангаров, обеспечивающим выполнение этих условий, как упрощающих и облегчающих эксплоатационно-производственный процесс.
В заключение этого раздела рассмотрим вопрос о выборе числа и размеров створок раздвижных ворот.
Остановимся на рассмотрении раздвижных ворот с прямолинейным движением при открывании и закрывании.
Здесь основными требованиями, кроме перечисленных в начале главы, являются:
а) возможность передвижения створки силой одного человека;
б) наименьшее число направляющих путей (не более четырех), так как они затрудняют вывод самолетов, увеличивают проникновение холода, пыли и осадков внутрь ангара;
в) наименьшая длина воротных убежищ, не превышающая б—10 м.
Все эти требования могут быть представлены в виде зависимостей:
/==а. (85)
п
215


(86)
(87)
«•/<(6-5-10) м\
п
sm
k\
LhP\xo6ux. + Lhw\xa N
Lh
= ~N (/¥общ. + ^J.
(88)
В формулах*(85) — (88) приняты следующие обозначения:
L — длина воротного проема в метрах; п— общее число створок;
5 — число створок, выходящих на прямую в убежище;
I — длина створки в метрах; k — число направляющих путей;
т= 1 или 2 (раскрывание ворот в одну или две стороны); h — высота створки в метрах; р — вес 1 м2 створки в килограммах;
[J общ.— общий коэфициент трения ведущих роликов;
w — давление ветра, приходящееся на створку, в кг/м2\
\ъа — общий коэфициент трения от ветровой нагрузки;
N —усилие, которое может дать один человек при открывании и закрывании ворот (его следует принимать в 15 кг).
При помощи этих формул можно устанавливать количество створок. При раздвижных воротах, заходящих при открывании вдоль боковых стен ангара, длина створки диктуется соображениями экономии площади, теряемой на размещение створок ворот при открытом их состоянии внутри ангара и на кривизну пути, а также стремлением возможного сокращения длины вспомогательной створки, которая обыкновенно не превышает 3 м (/: + 3 м).
В соответствии с рис. 143 и формулой (81) можно написать:
/ = /' + 2с = б^+2^|.= 1,33 Я + 1,33/?+0,57.
Далее:
/.=(/' +2с) ^2- — а= — .0,74-^L— «ctg45° = 1 v ' ' 2 0,75 ~ Y?
= 0,934 R + 0,284 — 0,2 = 0,934 R +0,084;
при /j = 3 м и R = 3 м найдем:
/= 1,33.3 + 0,57 = 4,56 — 5 л,
число створок:
п — 2li — ++Д
Здесь расстояние и было нами взято равным 0,2 м. Вообще следует заметить, что это расстояние желательно брать наименьшим, но соблюдая то, что было сказано выше о предотвращении упирания створки в стену или колонну при прохождении по кривой пути.
216


Расчет открывания гармоникообразных ворот ангара.
Точный расчет сопротивления передвижению при открывании таких ворот довольно громоздок, а практически приближенный расчет не дает сколько-нибудь больших погрешностей. Здесь мы ограничимся приведением приближенной формулы, по которой можно производить расчет по определению движущей силы, а следовательно, и сопротивлению передвижению.
При наличии и учете ветра, действующего на створку таких ворот* формула имеет следующий вид:
F =
Ww. cos2 а 360 (1 — COS а) ’
(89)
где/7—движущая сила;
ос— переменный угол (изменяю- щийся от 0 до 90°) между линией, соединяющей шарниры на осях с роликами (т. е. линией направляющего рельса), и горизонтальной осью створки; у/
W — ветровая нагрузка, действу- с ющая нормально к положению створки при закрытых воротах, т. е. W = whl (h — высота, / —длина створки, w — давление ветра на
Рис. 143.
1 м2 пластинки, поставленной вертикально под углом 90° к напра¬
влению потока воздуха).
Следует указать, что даже при не особенно большой скорости ветра, например, ^=16 м/сек., сопротивление передвижению гармоникообразных ворот, устроенных по этой схеме, достигает значительных величин.
Автор этого расчета, инж._ Мальцев Н. Я., подсчитал, что если взять длину створки /=100 см, высоту" Н= 600 см, вес 1 м2 створки 7 = 30 кг/м2, давление ветра w—А§ кг/м2 (^=16 м/сек.), то сила F при подсчете по формуле (89) изменяется след\ ющим образом:
Угол а
0°
5°
10°
20°
со
о
1 1
45° 60° i 90°
Сила F в кг
I
~ | 1040
i i
535
246
138
63
25
0
При отсутствии ветра (или при его малом значении) сопротивление передвижению резко падает. Так, например, при W= 0, преобразовывая общую формулу в связи с пренебрежением малозначащими величинами, инж. Мальцев Н, Я. находит, что сила F колеблется в пределах десятка килограмм. ~
Указанное выше обстоятельство говорит о невыгодности устройства
217


гармоникообразных ворот по схеме, изображенной на рис. 97. Эго было соответствующим образом учтено, и в ряде ангаров, выстроенных в последнее время, устроены гармоникообразные ворота, складывание которых начинает производиться только в защищенном от действия ветра убежище. Расчет сопротивления передвижению таких ворот может быть произведен по формулам для раздвижных ворот.
На рис. 144 представлена схема такой конструкции; краткое описание ее, приведенное нами выше, вместе с объяснением на рисунке дает ясную картину о принципах действия таких ворот.
Механизация гармоникообразных ворот осуществляется посредством тросовой системы, описанной при рассмотрении вопроса механизации раздвижных ворот.
Рис. 144. Схема открывания гармоникообразных неуравновешенных ворот.
При выборе длины створки следует исходить из соображений прочности, легкости и габаритных возможностей. При этом должно быть учтено, что при открывании ворот такого типа, в силу их консольной подвешенности на ферму перекрытия (нижний пояс), действует дополнительный момент, который достигает своего максимума, когда ворота полностью открыты и все створки в сложенном состоянии собираются в убежище.
Для расчета сопротивления передвижению уравновешенных ворот необходима экспериментальная работа по продувке их в аэродинамической трубе.
Расчет открывания подъемных (коромысловых) ворот ангаров.
Прежде чем перейти к самому вопросу расчета открывания ворот указываемого типа, остановимся на рассмотрении возможных вариантов их, существующих типах, их достоинствах и недостатках.
218


На рис. 145 представлена одна из возможных схем принципа действия механизма открывания подъемных ворот и указаны его отдельные детали.
Сущность действия механизма ворот кратко заключается в следующем: как было сказано выше, на рычаге /, являющемся продолжением стойки рамы, шарнирно укреплена муфта 3, имеющая отверстие с прямоугольной нарезкой, в которое верхним концом входит массивный стержень 2, также с прямоугольной нарезкой. На нижний конец стержня 2
Рис. 145. Механизм открывания подъемных ворот.
1 — рычаг стойки рамы, 2 — качающийся стержень с нарезкой, 3—муфта с нарезкой, 4 и 5 — конические шестерни, 6 — горизонтальная ось конической шестерни, 7 — муфта, 8 — пята качающегося стержня, 9 — редуктор, 10— электромотор.
насажена коническая шестерня 4, причем этот конец стержня входит в специальный подпятник 7, дающий возможность стержню вращаться не только вокруг собственной оси, но также и вокруг оси 6. Коническая шестерня 4 вступает в зацепление с конической шестерней 5, жестко укрепленной на оси 6.
Ось 6 горизонтально подвешена на подшипниках к крайней ферме перекрытия. Вращение этой оси производится при помощи электромо¬
219


тора 10 через редуктор 9. Для подъема ворот необходимо включить ютор 10у благодаря чему начнет вращаться ось 6, конические шестерни 5 и 4 и стержень 2. На вращающийся вокруг своей оси стержень 2 начнет навинчиваться муфта 3. Винтовая нарезка сделана с небольшим углом подъема, обеспечивающим самоторможение (т. е. ворота без включения опускаться назад не будут). Таким образом муфта 3, навинчиваясь на стержень 2, опускается вниз, тянет за собой рычаг и этим открывает ворота.
При открывании ворот муфта 3 описывает некоторую кривую, для чего стержень 2 должен несколько покачиваться вокруг оси.
Управление движением ворот можно производить из одного или нескольких пунктов при посредстве контактных кнопок для подъема, опусканий или остановки всех секций сразу или только отдельных. Для открытия одной створки ворот вышеописанной-конструкции необходимо затратить энергию в 5 ЛС, а для восьми створок—40 ЛС.
Порядок расчета открывания подъемных ворот заключается в установлении:
а) мощности двигателя, потребного для открывания, и
б) максимальной величины усилия в элементах механизма для его расчета на прочность.
Расчет потребной мощности двигателя.
Как известно, мощность выражается формулой:
N =
Fv
75
На рис. 146 изображена схема действующих сил на створку ворот при ее от-
Рис. 146. Схема действующих сил на створку крывании.
подъемных ворот при открывании.
В этом случае:
F=(Pcos«+r)A.i, (90)
где W—нормальная составляющая равнодействующей давления ветра на створку в какой-то момент открывания и, следовательно, зависит от угла открытия створки а.
Установление закона изменения W в зависимости от угла а возможно путем соответствующих продувок в аэродинамической трубе. Но поскольку такие опыты не производились, в порядке первого приближения будем полагать, что W изменяется по закону синусоиды.
Обозначая, в свою очередь, через W' давление ветра на вертикально стоящую створку, мы можем написать:
W' = Ihw = lhkv\
s
220


где / — длина створки; h — высота;
w — давление ветра на 1 м2; k—коэфициент, равный 0,07; v — скорость ветра.
Тогда:
W = W sin у = Ihkv2 sin а.
Обозначая:
Ihkv2 = С,
будем иметь:
W~C sin у.
В формуле (90) Р — собственный вес створки, приходящийся на один механизм, и г — длина рычага.
Если принять, что число оборотов двигателя все время сохраняется постоянным, то угловая скорость ш равна:
где t — полное время открытия створки. С другой стороны имеем:
V = Г<и.
Делая подстановку в формуле (90), получаем:
(Р COS У. W) ^ • у rw
75 г
где т] — коэфициент полезного действия механизма, или
д, (Рcos у. 4- W) r.h (Pcosx -j- C sin у) .
300 300
(91)
Для нахождения выражения максимума внешней нагрузки возьмем первую производную от выражения Р cos a -f-C sin а и приравняем ее нулю для определения значения максимума:
— Р sin у С cos х г= 0: Р sin х = С cos
С
Р
Sin а COS a
= tg X.
Следовательно, максимум будет при:
cos * =
Г с 2 ' 1 +
221


Подставляя найденные значения cos а и sin а, будем иметь:
•^m.ix
-„ + с-
с
р
V >0 /г,
|_я+Н~А
М'"У 1 - V?)2
(92)
По этой формуле и определяется потребная мощность, что же касается установления максимальной величины усилия в элементах механизма для его расчета на прочность, то, согласно принятому варианту, расчет усилия производится на основании правил и законов прикладной механики и деталей машин.
В заключение всего раздела мы еще раз должны констатировать, что как при проектировании, так и при сооружении ангаров воротам должно уделяться очень серьезное внимание.
Следует заметить, что стоимость ворот составляет, примерно, от 15 до 25°/0 всей стоимости сооружения ангара и это обстоятельство еще лишний раз подтверждает их значение.
Практика строительства и, в особенности, эксплоатация ангаров, показала, что наиболее распространенным и оправдавшим себя типом ворот, из рассмотренных нами четырех существующих, являются ворота раздвижные — створные и гармоникообразные — неуравновешенные. Но это обстоятельство не должно служить для безоговорочного применения таких типов ворот во всех случаях проектирования ангаров, всегда нужно в самом начале проектирования предусматривать, какой тип ворот и какая их конструкция должны быть осуществлены. Это значит, что ворота должны рассматриваться не обособленно, а в полной взаимосвязи с технико-эксплоатационными требованиями, предъявляемыми к ангару в целом, с его конструкцией и условиями местности.
25. 	Заключение.
В кратком заключении можно установить, что требования, предъявляемые к ангару, складываются из трех факторов: технического, эксплоатационного и экономического.
Технический фактор характеризуется требованиями:
а) простоты и рациональности конструкций;
б) прочности конструкции в целом и отдельных ее элементов;
в) быстроты и несложности производства работ;
г) минимальной затраты квалифицированной силы;
д) использования местных строительных материалов;
е) огнестойкости;
ж) максимального срока службы;
з) удобства производства ремонта.


Эксплоатационный фактор обусловливается:
а) удобством обслуживания самолета в ангаре;
б) удобством производства необходимого ремонта самолетов и расположения оборудования;
в) обеспечением ввода и вывода самолетов и наименьшего маневрирования при этом;
г) соблюдением условий, предъявляемых требованиями санитарнотехнического режима.
Экономический фактор характеризуется требованиями получения, в ьонкретных условиях проектирования наибольшей экономической эффективности как при строительстве, так и при эксплоатации ангара.
Характеристиками в данном случае будут служить:
1) коэфициент использования площади (d);
2) стоимость одного квадратного метра площади (полезной и полной);
3) стоимость одного кубического метра ангара (полезного и полного объема).
В табл. 17 приведены данные о стоимости различных типов ангаров, нашедших себе применение в СССР.
Таблица 17
и.
о
Тип ангара
Стоим. 1
м1 в руб.
Стоим. 1
м3 в руб.
о
с
%
Полезной
площади
I Полной площади
Полезного
объема
Полного
объема
1
2
3
4 1
б '
1 6
1
Деревянный двухячейковый с деревянными контрфорсами
48,4
46,0
10,2
9,0
2
То же с железобетонными контрфорсами
50,8
48,7
10,6
8,80
3
Деревянный ангар свод-оболочка
74,4
72,7
10,6
6,6
4
Металлический ангар 1931 г.
132,4
12?,7
11,4
9,8
Указанные цифры нуждаются в дальнейшем уточнении, так как каждая организация, в зависимости от местных условий и времени составления сметы (1931 —1933 гг.), учитывала различно как целый ряд накладных расходов, так и стоимость материалов и рабсилы; но общее суждение из полученных цифр можно иметь.
Наиболее дорогим является металлический ангар, в то же время имеющий наибольший срок службы; далее следует свод-оболочка и затем ангары с сегментными фермами. Сравнивая по полезной кубатуре, получаем, что свод-оболочка стоит на одном уровне с деревянным двухячейковым ангаром с железобетонными контрфорсами. Это необходимо принимать во внимание проектировщику.
Стоимость одного квадратного метра полезной площади ангара ориентировочно колеблется в зависимости от типа конструкции и материала,
223


ангара, без учета его внутреннего оборудования, а также и отопительных устройств, в пределах:
а) для металлических ангаров от 150 до 200 руб.
б) „ деревянных „ „ 50 „ 100 „
Для железобетонных ангаров цифр привести н^ можем, они отсутствуют. Совершенно бесспорно, что при хорошей организации и меха- изации труда и подготовке рабочего места стоимость ангара может быть значительно снижена.
Для лучшего представления удельных стоимостей отдельных элементов и работ, из которых складывается полная стоимость всего ангара, нами приводится табл. 18. Данные этой таблицы взяты из проектных материалов. Точность их должна быть подтверждена практикой.
Таблица 18
№ элементов
Наименование элементов
Ангар образца 1931 г.
Ангар металличе- | ский арочн. типа 1 1929 г.
Ангар со сводом Шухова-Брода
Ангар с сегментными фермами
Ангар с сегментными фермами
Ангар свод-оболочка
1
2
3
4
5
6
; 7
8
1
Предварительные земляные ра¬
1
!
боты (съемка, планировка)
0,64
0,86
2,58
1,53
1,24
2,50
2
Фундаменты
18,42
16,86
1,66
3,68
2,97
3,00
3
Стены и контрфорсы
13,60
4,09
16,04
5,49
2,97
13,50
4
Деревянный каркас стен
—
—
—
4,24
2,34
2,40
5
Фермы (перекрытия)
—
—
37,85
25,85
27,91
36,00
6
Покрытие (кровля)
27,20
31,68
5,63
8,34
9,93
6,00
7
Обшивка фронтонов, козырь¬
ков и карнизов
3,30
6,29
0,90
! 1,87
2,10
2,00
8
Ворота
11,73
15,29
12.61
9,13
10,13
12,00
9
Подворотные пути
4,87
4,53
0,29
20,90
22,55
0,60
10
Окна и двери
4,68
2,18
6,04
2,75
1,99
6,00
11
Полы, аппарели и отмостки
16,16
18,22
16,40
16,22
15.87
16.00
Итого :
100%
100%
100%
100%
о
о
О
О
о
©"■
о
О
Примечание. Стоимость ферм ангаров образца
1931
г. в удель-
ные
веса не введена, т. е. исчисляется отдельно.
Из приведенной таблицы можно сделать заключение, что на стоимость возведения ангара весьма значительной величиной ложится стои- ость перекрытия, в особенности для ангаров последнего времени, имеющих большие пролеты.
Стоимость перекрытия вместе с покрытием доходит до 40°/0 (а иногда выше) стоимости всего сооружения.
224


Из рассмотрения таолицы можно также вывести, что в зависимости от типа и конструкции ангара мы получаем различные резко разнящиеся друг от друга стоимости отдельных элементов. Таким образом, в данное время еще нельзя установить средних значений стоимости отдельных элементов ангаров, что уже сделано с большой полнотой для гражданских сооружений. Все же наиболее значительной частью стоимости ангара являются:
1. Перекрытие.
2. Ворота с подворотными путями.
3. Полы, аппарели и отмостка.
4. Фундаменты.
5. Стены.
ЛИТЕРАТУРА.
Воронков Н.; Даешь ангар. .Вестник воздушного флота*, 1925, № 1# стр. 30—32.
Енве, К вопросу об удешевлении ангаров. „Вестник воздушного флота*, 1926, № 3, стр. 31—33.
Кузмицкий К. В., Ангары для бомбовозов. „Война и техника*, 1930, № 1, стр. 48—58.
К у р ы ш е в М., Аэроклубный ангар, .Самолет*, 1934, № б, стр. 3.
Новый тип ангара для аэропланов, .Вестник воздушного флота*, 1933, № 3, стр. 37.
Новый тип ангара для самолетов, .Самолет*, 1926, № 1, стр. 43.
Переносный тип ангара, .Хроника воздушного дела*, 1931, № 7, стр, 34. (Реферат статьи из журнала .The aeroplane*, 1931, т. 40, № 8, стр. 343).
Смолин А., Английские военные ангары в Южной Месопотамии, .Вестник воздушного флота*, 1925, № б, стр. 38—41.
Современные ангары, „Хроника воздушного дела*, 1930, № 4, стр. 22—24.
Инж. Брызгалов Н. А., Железобетонный ангар в Вилсеакубле, .Вестник воздушного флота*, 1924, № 3, стр. 66—68.
Брызгалов Н. А., Современные железобетонные ангары, .Вестник воздушного флота*, 1924, № 1, стр. 83—84,
Новые железобетонные ангары в воздушном порту в Бурже, „Вестник воздушного флота*, 1924, № 4—5, стр. 69—71.
Ангар в Хестонском аэропорту (Лондон). „Гражданская авиация*, 1935, № 12, стр. 49.
Ангары легкой конструкции, „Гражданская авиация*, 1935, № 8, стр. 48—49 (Новости иностранной авиации).
Новый тип аэропланного ангара, „Американская техника и промышленность*, 1935, № 4, стр. 178.
Воздушный справочник, т. IV, статья проф. Ижевского, Авиаиздат, 1927.
Технические условия на проектирование ангаров, Изд. НИАИ ЛИИГВФ, 1934.
М. Бейер-Дезимон, Аэропорты, ОНТИ.
^815 Л. А. Безвиконный 437
225


ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
Предисловие 3
Часть I. Общие вопросы проектирования ангаров Глава I. Введение
1. Назначение ангаров 5
2. Значение ангаров в общем эксплоатационном процессе по обслуживанию самолетов на земле 7
3. Краткий обзор развития ангаростроения 8
Г л а в а II. Классификация ангаров и требования, к ним предъявляемые
4. Основные положения 13
5. Тип конструкции 17
6. Положение над уровнем земли 23
7. Основные требования, предъявляемые к ангарам 28
Глава III. Определение размеров ангара и способы планировки
самолетов в ангаре
8. Методика определения плановых размеров ангара 35
9. Учет показателей удобства обслуживания самолетов 48
10. Формы ангаров в плане 49
Часть II. Общие принципы проектирования конструкции ангаров и отдельных его элементов
Глава IV. Основы проектирования элементов ангара
11. Установление размеров ангара 52
12. Общее описание конструкции, назначения и взаимоотношений элементов ангара 5413. Установление схемы несущей конструкции перекрытия ангара  5814. Несущая конструкция перекрытий 76
15. Общие понятия о расчете и конструкции перекрытия 9216. Внешние силы, действующие на перекрытие ангаров 12717. Кровля 13418. Стены 13919. Полы 150Глава V. Ворота ангаров
20. Требования, предъявляемые к воротам эксплоатациоино-производ¬
ственным процессом 15321. Типы и элементы ворот 15522. Ролики 16823. Направляющие 17824. Способы механизации и расчет открывания различных типов ворот
ангара 206
25. Заключение 222


3 р. 50 к., перепл- 75 к.
А - 90-5-2