2. Многопролетные рамы.

При строительстве зданий промышленного и сельскохозяйственного назначения могут применяться двух-, трех- и многопролетные клееные рамы. При этом двухпролетными рамами обычно перекрываются пролеты зданий до 40 – 45 м. Трех-, четырех- и пятипролетные рамы применяются в зданиях шириной 50 – 100 м. Стойки рам проектируются вертикальными, наклонными, одно- или двухветвевыми. Ригели решаются по консольно – балочной или бесконсольной схемам и соединяются со стойками на болтах или шпонках нагельного типа. Пример решения двухпролетной рамы с ригелем консольно – балочного типа с общей длиной 52,6 м показан на рис. 6.10 а.

Рис. 6.10. Двух- и трехпролетные клееные рамы.

Если двухпролетная рама решается по бесконсольной схеме, то карнизный узел (узел соединения крайних стоек с ригелем) решается жестким, рассчитанным на восприятие изгибающего момента от ветровой нагрузки (рис. 6.10 б). Ригели трех- и пятипролетных клееных деревянных рам решаются, как правило, по консольно – балочной схеме (рис. 6.10 в); в трехпролетных рамах жесткими решаются карнизные узлы, в пятипролетных – узлы сопряжения с ригелем стоек среднего пролета. Шарнирные стыки элементов ригеля осуществляются в промежуточных пролетах на расстоянии от оси опор (0,150,21) L. Многопролетные рамы, решенные с ригелем консольно – балочного типа, оказываются более выгодными (имеется в виду статическая работа) по сравнению с рамами бесконсольной системы, поскольку стыки отдельных элементов ригеля осуществляются в местах с минимальными или нулевым значением изгибающего момента, что при сохранение жесткости узлов рамы значительно облегчает конструкцию стыков. При этом стыки ригелей должны обеспечивать восприятие поперечных сил, а также растягивающих (если они имеют место) усилий.

Наиболее простым решением шарнирного стыка в ригелях консольно – балочного типа является подвешивание балки к консоли на болтах, как показано на рис. 6.11 а.

Рис. 6.11 Шарнирные узлы ригелей многопролетных клееных рам:

а – подвеска балки к ригелю; б и в – соединения посредством стальных манжетов; г – стальной манжет.

При несколько больших значениях поперечной силы могут применяться сварные стальные манжеты, одеваемые на стыкуемые элементы. При таком решение поперечные силы воспринимаются в обоих элементах всем поперечным сечением (рис. 6.11 б и в)

Для восприятия стыком растягивающих усилий к манжету могут быть приварены стальные накладки, закрепляемые на концах стыкуемых элементов посредством болтов.

При проектировании клееных рам рекомендуется выполнять следующие условия:

Высоту сечения ригеля в карнизном узле принимать 1/12 - 1/30 пролета; высоту сечения ригелей в коньке назначать не менее 0,3 высоты сечения ригеля в карнизном узле; высоту сечения стоек у опор принимать не менее 0,4 высоты в карнизном узле; уклон ригеля зависит от назначения здания или сооружения и может приниматься от 1:3 до 1:20.

2. Клеефанерные рамы.

Клеефанерные рамы выполняются, как правило, по трехшарнирной статической схеме и в поперечном сечении могут быть двутавровыми или коробчатыми. При этом ширина сечения остается постоянной, а высота (или расстояние между осями поясов) переменной. Максимальную высоту сечения стойка и ригель имеют в карнизном узле, а минимальную – в опорной и коньковой частях.

Проектирование и компоновка сечения клеефанерных рам осуществляется по тем же принципам, что и клеефанерных балок. Стенка выполняется плоской из водостойкой строительной фанеры марки ФСФ сорта не ниже В/ВВ. Для поясов применяется пиломатериал из древесины сосны и ели.

Доски поясов, приклеиваемые к фанере, должны иметь ширину не более 100 мм. При большей высоте пояса слой, примыкающий к стенке, выполняется из двух досок, располагаемых с зазором 5 мм. Доски следующего слоя поясов могут иметь ширину до 180 мм.

Устойчивость фанерной стенки обеспечивается ребрами жесткости, располагаемыми в стойках и ригелях перпендикулярно наружному поясу с шагом не реже 1/8 - 1/10 пролета рамы.

Стыки фанерных листов стенки совмещают, как правило, с местами расположения ребер жесткости. Стыки досок в поясах осуществляют на зубчатом клеевом соединении.

Рамы могут изготавливаться либо с монолитным, либо со сборным карнизным узлом. В первом случае (рис. 6.12 а) ригели и стойки рамы изготавливаются раздельно и затем соединяются в карнизном узле.

Рис. 6.12. Клеефанерная рама с монолитным карнизным узлом (а) и ва-

риант сборного узла (б)

Растягивающее усилие во внешнем поясе узла при этом воспринимается полосовой сталью, прикрепляемой к поясами шурупами. Сжимающее усилие во внутреннем поясе узла воспринимается трехлобовым упором, образуемым соединение прилегающих поясов стойки, ригеля и сжатого биссектрисного ребра, соединяющего узлы верхнего и нижнего поясов. Поперечные силы воспринимаются болтами, соединяющими биссектрисные ребра стойки и ригеля. Недостатками этого узла является его податливость, большая трудоемкость при изготовлении, необходимость в большом количестве связей и неиндустриальность при относительно невысокой несущей способности. Несколько удачней является решение узла при передаче растягивающих усилий в узле стальной арматуры, что делает его более надежным в эксплуатации и технологичным при монтаже.

Одно из решений армированного сборного карнизного узла клеефанерной рамы пролетом 18 м показано на рис. 6.12 б. Арматурные стержни вклеиваются в заранее выбранные в досках пояса пазы на длину, определяемую расчетом.

Рис. 6.13. Клеефанерная рама с соединением ригеля и стойки с помощью

гнутоклееной вставки.

Минимальная длина анкеровки арматурного стержня в поясе l_а определяется по формуле:

l_а= (6.1)

где N_р – растягивающее усилие в поясе рамы, в МН; d – диаметр стержня;

R_ск=1,2 Мпа – расчетное сопротивление древесины скалыванию;

К_с=1,2 – 0,02* - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения скалывающих напряжений по длине стержня.

Рис. 6.14. Двухшарнирная рама с клееными стойками и ригелем:

а– общий вид, б и в – шарнирные узлы соединения ригеля со стойкой;г, д и е – варианты защемления

стоек в фундаменте.

Арматура стойки для большей надежности может быть продолжена на всю ее длину и приварена к стальному башмаку.

Решение коньковых и опорных узлов клеефанерных рам принимается аналогичным узлам клееных рам, так как крайние к шарнирам панели имеют сплошное прямоугольное сечение (см. рис. 6.12 и 6.13 а).

Монолитное решение карнизного узла может быть обеспечено применением для поясов специальных гнутоклееных фанерных ставок, являющихся закругленным продолжением поясов ригеля и стойки. Конструкция рамы пролетом 18 м с таким решением карнизного узла показана на рис. 6.13 б.

Для зданий небольшой высоты при пролетах от 9 до 18 м могут быть рекомендованы двухшарнирные клееные рамы с ригелем в виде клееной балки, фермы или арки с затяжкой. Наиболее распространенное решение двухшарнирных рам – жесткое защемление стоек в фундаментах (рис. 6.14 г, д, е) и шарнирное опирание ригелей на стойки (рис. 6.14 б, в).