Во втором случае, когда упорная площадка располагается вертикально, необходимым ус-

лдовием является, чтобы горизонтальная составляющая нормальной силы верхнего пояса проходила через середину первой и ось затяжки, а вертикальная – через середину опорной плиты. Проверка прочности упорной пластинки в этом случае ведется как однопролетной балки, защемленной в опорах (фасонках), на равномерную нагрузку от горизонтальной составляющей реакции.

Опорная плита располагается всегда горизонтально и должна обеспечивать надежное крепление арки к нижележащим конструкциям, например, посредством анкерных болтов.

В этом случае она имеет соответствующие вырезы, размеры которых при принятых допусках на монтажные работы должны обеспечивать совпадение вырезов и анкерных болтов. Рассчитывается опорная плита, как балка с консолями, загруженная равномерным реактивным давлением нижележащей конструкции, на момент, действующий в крайних опорах (под фасонками), равный

М= -

Расчет сварного шва, прикрепляющего затяжку к башмаку, описан в разделе 5.1.1. Конструкция опорных узлов арок без затяжек отличается многообразием решений и может предполагать либо непосредственный упор клееного деревянного элемента в опорный элемент, либо использование специальных опорных башмаков. Применение последних целесообразно при средних и больших пролетах, поскольку здесь наряду с восприятием значительных поперечных сил, возникающих в узле, необходимо обеспечить беспрепятственный поворот опорных сечений на некоторый угол в плоскости арки (на образование шарнира за счет обмятия торца деревянного элемента при большой высоте сечения рассчитывать не приходится При конструировании опорных узлов арок опорную поверхность фундамента или контрфорса необходимо выполнять наклонной, под углом, близким к прямому относительно оси арки. Это необходимо для улучшения условий передачи нормальных сил от арки на опорную поверхность и снижения сдвигающих сил в анкерах. Конструкция опорного узла арки небольшого пролета показана на (рис.5.10, а). Нормальные силы здесь передаются непосредственно через торец деревянного элемента на опорную поверхность, имеющую плоскую закладную деталь. Поперечные силы воспринимаются через болты или когтевые шайбы анкерами из полосовой стали. Анкеры замоноличиваются в опорных конструкциях на глубину не менее 300 мм. При значительных поперечных силах в гибких арках средних пролетов допускается проектировать опорные узлы с условным (пластическим) шарниром. В этом случае поперечные силы могут восприниматься двумя швеллерами, прикрепленными заранее к арке и замоноличиваемыми после ее монтажа в фундаменте (рис.5.10, б). Опорный башмак большепролетных арок выполняется сварным и может иметь различную конструкцию.

Рис. 5.10. Конструкция шарнирных узлов клееных арок небольших пролетов:

а и б – опорные узлы; в и г – ключевые шарниры.

Например, в виде качающегося (рис. 5.11 а) или так называемого идеального (рис. 5.11 б, в) шарнира. Поперечные силы здесь передаются на фундамент через специальные стальные элементы (шарнирный палец или металлические сухари). Необходимым условием работы таких узлов является надежное крепление опорного башмака к арке и опорной плиты к фундаменту, рассчитываемое на поперечную силу. При больших нагрузках на арку поперечную силу от деревянного элемента на башмак целесообразно передавать не посредством болтов, а проектировать башмак стаканного типа (рис. 5.11 в).

При очень больших пролетах, когда нормальная и поперечная сила в узле имееют значительную величину и, вследствие этого, возникают большие усилия среза и смятия в шарнирном пальце и проушинах, опорный башмак проектируют в виде сплошной плиты, посаженной на цилиндрический шарнир (рис. 5.12).

Расчет опорного узла производится на нормальную N и поперечную Q силы. Размеры упорной площадки торца деревянного элемента определяют при принятой ширине арки b, исходя из прочности древесины на смятие вдоль волокн, из выражения:

Рис. 5.11. Конструкция шарнирных узлов клееных арок больших пролетов:

а, б и в – опорные узлы; г, д и е – ключевые шарниры.

h_см= . (5.28)

Если расчетная величина h_см получается менеее 1/3 высоты арки в опорах, ее принимают таковой конструктивно. Толщина упорной пластинки опорного башмака определяется так же, как и в арках с затяжками.

Необходимое количество болтов для крепления башмака к арке, высота стенки стакана, диаметр шарнирного пальца, толщина проушин подбираются из условия восприятия соответствующих усилий по формулам:

Рис. 5.12. Опорный шарнир арки в виде сплошной плиты, посаженной

на цилиндрический шарнир.

n= (5.29)

(5.30)

(5.31)

(5.32)

где Q – поперечная сила в опорном сечении;

R_рез= - результирующая опорных реакций;

R_ip – расчетное сопротивление стали смятию в цилиндрических шарнирах;

R_{см 90} – расчетное сопротивление древесины смятию поперек волокн.

Ключевые шарниры конструируются аналогично опорным (см. рис. 5.10-5.11).

1.4. Монтажные (жесткие) узлы арок

(Рисунки без подписи)

2. КЛЕЕНЫЕ ДЕРЕВЯННЫЕ РАМЫ.

Рамы относятся к одному из наиболее эффективных видов несущих деревянных конструкций, перекрывающих пролеты зданий от 12¸24 до 40 м.

В строительной практике применяются в основном рамы трех видов: клееные, клеефанерные, а также рамы с клееными стойками и ригелями из балок, ферм и арок с затяжками. Рамы могут быть одно- или многопролетными. Однопролетные рамы могут иметь трехшарнирную или двухшарнирную статическую схему.

2.1. Клееные рамы многослойного сечения.

2.1.1. Однопролетные рамы.

В зависимости от конструктивного решения и технологических особенностей изготовления и сборки различают следующие виды рам: рамы из прямолинейных клееных блоков с монолитным или сборно – разборным карнизным узлом; гнутоклееные; ригельно – подкосные (рис. 6.1).

В рамах из прямолинейных клееных блоков ригели и стойки имеют переменную высоту сечения, убывающую от карнизного узла к коньку и опоре. Элементы для ригелей и стоек могут быть получены распиловкой заранее склееных прямолинейных пакетов постоянной высоты, как показано на рис. 5.2 в, или выполнятся ступенчатыми из слоев разной длины (рис. 6.2 а). При этом уступы выполняются плавными с уклоном 1/5-1/7.

Соединение ригелей и стоек рам в монолитном карнизном узле производится по биссектрисе угла с помощью зубчатого стыка типа 1-50 по ГОСТ 19414-74 (рис. 6.2 г), фрезеровка которого выполняется механизировано. Для соединения ригелей со стойкой может также использоваться клееная гнутая или трапециевидная вставка (рис. 6.2 д). Стык элементов осуществляется по нормали к наружным плоскостям ригеля и стойки. Для гнутоклееной вставки применяются более тонкие доски, чем для изготовления ригелей и стоек.

Основным недостатком рам с монолитным карнизным узлом является трудоемкость транспортирования элементов Г – образного очертания, размеры которых выводят в ряде случаев за габариты транспортных требований.

Рамы из прямолинейных клееных блоков со сборно – разборным карнизным узлом