|
| |
  |
Перейти на главную Журналы  НИИ по рядам располагаются рамы, которые в зависимости от способа соединения между собой ригелей и стоек могут быть трех- и двух-шарнирными. Устойчивость плоских конструкций и их неизменяемость в продольном направлении обеспечиваются постановкой вертикальных связей по стойкам каркаса и поперечных связен в покрытиях (рис. 51). В многоэтажных зданиях стойки каркаса крепят к фундаментам жестко или шарнирно. Поперечной неизменяемости и жесткости достигают постановкой вертикальных связей в торцевых стенах и в промежутках между ними на расстоянии не более 30 м и созданием жестких покрытий и перекрытий с помощью поперечных связей и ограждающих конструкций (рис. 67, г). Если на верхних этажах средние стойки каркаса отсутствуют, несущие конструкции покрытия связывают с наружными стойками, образуя рамную систему с жесткими верхними узлами. Они могут быть созданы установкой подкосов, связывающих стойки и ригель (рис. 67, а), или другим способом [8; 12]. Продольная жесткость и неизменяемость каркаса обеспечиваются так же, как и в одноэтажных зданиях постановкой вертикальных связей, которые ставят в одном пролете между стойками (рис. 67, в), а при небольшом расстоянии между стойками - в двух пролетах (рис. 67, г). При выборе схемы каркаса здания учитывают технологические требования, возможности завода-изготовителя клееных деревянных конструкций, грузоподъемность и габариты транспортных средств по доставке конструкций к месту строительства. По возможности следует избегать стыков ригелей и стоек. При необходимости стыки стоек располагают вблизи узлов, а ригелей - между опорами. Компоновку узлов каркаса, сечения элементов и правила их расположения в каркасе, конструкцию и расположение стыков элементов принимают такими же, как для башен (см. 10.1, 10.2).Размещение связей и их крепление к несущим конструкциям приведено в 8.1. Ограждаюпше конструкции покрытий и стен проектируют облегченными из фанерных и асбестоцементных плит с деревянными ребрами или с применением пластмасс. Междуэтажные перекрытия выполняют в виде балочной клетки. При выборе ограждающих конструкций учитывают требования противопожарных норм проектирования по СНиП 2.01.02-85. Если клееная древесина по требованиям «диэлектричности» или химической стойкости не может быть применена, для конструкций каркаса здания используют конструкционные пластмассы - древесно-слоистые пластики и стеклопластики. Древесно-слоистые пластики применяют для несущих конструкций, поскольку их изготавливают в виде крупноразмерных листов длиной до 5,6 м и толщиной до 60 мм, из которых легко получить доски любой ширины, хорошо стыкуемые в узлах. Конструкционные стеклопластики различных марок обладают высокой прочностью, однако в дароящее время сортамент их очень ограничен. Возникают значительные трудности при стыковании листов и креплении элементов конструкций к трубам, необходимость применения стальных крепежных деталей в узлах, что не всегда допустимо по технологическим условиям. Кроме того, стоимость стеклопластиковых изделий значительно выше, чем из древесно-слоистого пластика. Поэтому каркасы проектируют из древесно-слоистого пластика и лишь в отдельных случаях применяют для стоек стеклопластиковые трубы. Схемы и размеры каркасных зданий зависят от технологических заданий, их компонуют по указаниям, приведенным для каркасов зданий из клееной древесины. Несущие элементы каркаса, работающие на сжатие, изгиб, сжатие с изгибом, проектируют составными, поскольку одиночные элементы, имея малые толщины, обладают незначительной жесткостью. Растянутые элементы выполняют одиночными. Для элементов каркаса применяют пластик ДСП-Б, имеющий большую прочность в продольном направлении листа, а для узловых соединений и в качестве настилов - пластик ДСП-В. Древесно-слоистые пластики имеют большую удельную деформативность (отношение RiE) и при расчете элементов на сжатие, изгиб и сжатие с изгибом сечения, как правило, назначают не по прочности, а по жесткости (1, /). В этом случае высокая прочность пластиков не используется. Рекомендуется использовать такие статические схемы, в которых усилия вызывали бы наименьшие деформации. В каркасах зданий применяют решетчатые конструкции (фермы, связи) таких схем, в которых раскосы (более длинные элементы) работают на растяжение, а распорки (стойки) - на сжатие. Их проектируют составного сечения с короткими или сплошными прокладками. Вертикальные стойки каркаса также составные. Узловые соединения элементов каркаса применяют в двух вариантах: 1-й вариант. Стойки каркаса, составленные из двух или более вертикальных досок, между которьш,и пропускают доски растянутых раскосов, а снаружи ставят горизонтальные доски стоек-распорок. Крепление осуществляют на болтах (рис. 68, а). 2-й вариант. Между досками стоек каркаса крепят болтами фасонки из пластика ДСП-В, к которым закрепляют стойки и раскосы из парных досок (рис.68, б). Присоединение элементов решетки к стойкам каркаса в перпендикулярном направлении вызывает осложнения, поскольку требуется применение крепежных фасонных деталей из стали или из стеклопластика. Чаще всего горизонтальные элементы выполняют из стальных или стеклопластиковых тяжей. Крепление стоек каркаса к фундаментам аналогично креплению кленых деревянных стоек. На рис. 68, в приведен один из вариантов жесткого крепления стоек к фундаментам, а на рис. 68, г - при шарнирном опирании, например стоек фахверка. При использовании для стоек каркаса стеклопластиковых труб узловые соединения можно выполнить только с помощью стальных стаканов с одной или двумя стенками, соединяемых фланцами.  Рис. 69. Узлы каркасов зданий со стойками из стеклопластиковы.х труб: / - стойка из трубы; 2 - стальной стакан; 3 - раскос из ДСП-Б; 4 - ригель из ДСП-В-5 -стальная фасонка; 6 - болты, крепящие элементы к фасонкам; 7 - болты, соеди! няющие фланцы стаканов; 8 - то же, соединяющие стаканы с трубой К стаканам приваривают стальные фасонки или крепежные элементы, к которым примыкают фасонки из листов стали, стеклопластика или ДСП-В (рис. 69). Схема конструктивного расчета каркасов зданий. При расчете многоэтажных зданий учитывают вертикальные нагрузки от веса покрытия, перекрытий, стенового ограждения и собственного веса элементов каркаса, а также временные нагрузки от снега, технологические - на междуэтажных перекрытиях и от подвесного оборудования, горизонтальные от ветра и технологические. При выполнении статического расчета каркас в поперечном направлении рассматривают как рамную или связевую систему, а в продольном -как связевую систему, воспринимающую только горизонтальные нагрузки. При определении усилий в рамах или вертикальных связевых фермах рекомендуется использовать ЭВМ, 1. По усилиям, полученным при статическом расчете, рассчитывают ригели, раскосы, стойки - распорки и стойки каркаса как отдельные элементы по формулам, приведенным в главе П, в зависимости от схемы и расчетных усилий. 2. Рассчитывают узловые соединения. При каркасе из клееной древесины по размерам раскосов проектируют подушки и проверяют необходимое число болтов, крепящих ригели в узлах по правилам, изложенным в главе П1. Если болты не располагаются в стыке, их выносят за грань вертикальной стойки (рис. 67, д). Так же рассчитывают стыки стоек на действие растягивающего усилия. При каркасе из древесно-слоистого пластика выбирают (в зависимости от конструктивного решения элементов) вариант крепления решетки к вертикальным стойкам (рис. 68, а, б). Рассчитывают болтовые соединения решетки с вертикальными стойками по формулам (39), (40). Если болты, крепящие раскосы и ригели, в у.злах не размещаются (рис. 68, а), увеличивают ширину элементов или принимают крепление по рис. 68, б. В узлах со стойками из стеклопластиковых труб раскосы крепят на стальных болтах, а их несущую способность определяют по формулам (41) для узлов со стальными прокладками. 3. Проектируют и рассчитывают крепление стоек каркаса к фундаментам по правилам, изложенным в 6.3, в зависимости от способа закрепления стоек и конструктивного решения опорного узла. Жесткое закрепление стоек из древесно-слоистого пластика выполняют с помощью анкерных болтов, которые крепят к стальным траверсам, укладываемым на боковые накладки (рис. 68, в). Накладки соединяют со стойками болтами, которые рассчитывают по формулам (39), (40). При шарнирном закреплении (рис. 68, г) крепежные элементы ставят конструктивно. Стойки из стеклопластиковых труб прикрепляют к фундаментам с помощью стальных башмаков, которые рассчитывают по СНиП П-23-81*. Глава Х! ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ 11.1. КЛАССИФИКАЦИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКА Пневматические конструкции заводского изготовления легки и компактны в сложенном виде, легко перевозятся любым видом транспорта и возводятся в кратчайшие сроки без тяжелых вспомогательных приспособлений. Они обладают светопроницаемостью, «радиопрозрачностью» и сейсмостойкостью. Такими конструкциями перекрывают помещения больших объемов и площадей. Первоначальная их стоимость меньше стоимости сооружений, выполненных из жестких конструкций, однако эксплуатационные расходы на их содержание значительно выше. Учитывая эти свойства, пневматические строительные конструкции применяют для быстровозводимых временных, мобильных, складских и сельскохозяйственных, спортивных, выставочных, культурно-просветительных и других зданий. Они могут применяться как укрытия для зимнего строительства и опалубки при возведении железобетонных и сборке крупногабаритных конструкций, как нагружающие приспособления для испытания пространственных конструкций. Особенно эффективно их использование в отдаленных, малоосвоенных и сейсмических районах страны. Основные виды пневматических конструкций и их характеристики показаны на рис. 70. Выбор типа и формы пневматической конструкции зависит от назначения здания, требуемых габаритов, условий эксплуатации помещения, технико-экономических показателей и т. п. При этом следует учитывать, что воздухоопорные конструкции более чем в трое дешевле пневмокаркасных.  Рис. 70. Основные виды пневматических конструкций: а - воздухоопорные цилиндрические со сферическими торцами; й - то же, сферические; в - воздухонесо-мые или пневмокаркасные; г - ван-тово-пневматнческне; б-.линзообразные двояковыпуклые на жестком каркасе Могут использоваться и другие виды и формы пневматических конструкций: воздухоопорные - тороидальные, оболочки вращения; воздухонесомые - в виде стоек, балок, рам. Применяются также комбинированные конструкции, обладающие одновременно свойствами воздухоопор-ных и воздухонесомых. В последнее время начали широко применяться тентовые покрытия, состоящие из тканевой оболочки, опирающейся на легкий стальной или деревянный каркас. Их используют для теплиц, оранжерей и ряда временных зданий производственного и социально-культурного назначения. Пневматические строительные конструкции состоят из воздухонепроницаемых оболочек, в которых поддерживается постоянное избыточное давление воздуха: в воздухоопорных 0,00025 - 0,001 МПа; в пневмокаркасных - 0,05 - 1 МПа [3].Изготавливают оболочки в основном из синтетических тканей, покрытых ка-учуками или полимерами, а также армированных пленок. Перечень материалов и их характеристики приведены в прил. 6, табл. 3[23]. Сохранение формы и несущая способность пневматических конструкций обеспечиваются постоянно действующими напряжениями растяжения в оболочке, которые возникают от избыточного давления воздуха внутри оболочки. Пневматические конструкции являются предварительно напряженными. Рассчитывают пневматические конструкции по двум предельным состояниям: по несущей способности (прочности и устойчивости); по деформациям (сохранению положительной кривизны, складкообразованию и прогибам). При расчете учитывают невыгоднейшие сочетания нагрузок от снега и ветра и внутреннего давления воздуха. Для экономии ткани в процессе эксплуатации при достижении высоты снегового покрова на поверхности оболочки более 10 см рекомендуется снег удалять. Нагрузку от очень малого по сравнению с другими нагрузками собственного веса оболочек обычно не учитывают. При расчетах следует иметь в виду, что гибкие ткани и пленки могут работать только на растяжение и не способны воспринимать  сжимающих и изгибающих усилий. Усилия в элементах воздухо опорных конструкций допускается определять по безмоментной теории по проектным размерам без учета изменения формы в результате деформаций материалов. Пневматические конструкции всех видов проверяют по прочности, соблюдая условие, чтобы максимальные растягивающие напряжения в сечениях оболочек от расчетных нагрузок не превышали расчетных сопротивлений ткани или пленки по основе (вдоль рулона) /?ос или по утку (поперек рулона) Ry,, измеряемых в мега-паскалях на метр. При проверке напряжений в клеепрошивных и прошивных coj единениях тканевых оболочек к расчетным сопротивлениям тканей вводят коэффициент ослабления сечения 0,85. 11.2. ВОЗДУХООПОРНЫЕ КОНСТРУКЦИИ Воздухоопорные конструкции представляют собой незамкнутые пневмооболочки цилиндрической или сферической формы или их сочетания (рис. 70, а, б). Оболочки работают совместно с воздухом помещения, находящимся под избыточным давлением, величину которого устанавливают расчетом. Применяют в основном неутепленные оболочки. Для утепленных используют двухслойные ткани с эластичной теплоизоляцией или двухслойные оболочки. В комплекс воздухоопорного сооружения кроме оболочки входят воздухонагнетательная установка, поддерживающая форму и проектное по.дожение оболочки, и шлюзы, через которые осуществляются вход и вь(ход людей и транспортных средств [3]. Наиболее рациональны по изготовлению и эксплуатации сферические н цилиндрические воздухоопорные конструкции (рис. 71). Они просты при раскрое, в процессе изготовления и при устройстве и ремонте заводских и монтажных швов. Заводские швы бывают клеевые, клеепрошивные, прошивные и сварные. Клеевые швы применяют в малонапряженных конструкциях, клеепрошивные - в оболочках из материалов высокой прочности. Прошивные швы менее герметичны и используются редко. Сварными швами соединяют пленки, изготовленные из термопластических материалов (рис. 72). Для удобства транспортирования оболочек их расчленяют на отдельные части с помощью монтажных швов: петельно-троссовых, катенарных, петлевых, накладных и застежек «молния» [3]. Воздухоопорные конструкции крепят к основанию с помощью лотков или труб, расположенных по периметру оболочки и заполняемых песком или водой. Более надежно н капитально крепление к винтовым (штопорным) металлическим анкерам (рис. 71) или к ленточным фундаментам. В последнем случае для более равномерной передачи растягивающих усилий на анкерные устройства в нижней части оболочки крепят силовые пояса. Крепление оболочек к основанию необходимо для сопротивления подъемной силе от избыточного давления, ветра и для создания 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 [ 28 ] 29 30 31 32 33 34 |
