Определение перекрестных балок и ферм. Металлические и деревянные перекрестные балки и фермы; их основные параметры; узлы
- Перекрестные балки или фермы состоят из вертикальных пересекающихся в двух или трех направлениях ребер (балок или ферм).
- Особенности металлических перекрестных балок и ферм. Перекрестные балки двутаврового сечения имеют высоту h = l/24...l/30. Узлы пересечения конструируют так, чтобы разрыв полок компенсировали накладки, а разрыв стенки — сварные монтажные швы «втавр» (рис. 6.3, а). Накладки рассчитывают на продольное усилие N = М/h (где h — полная высота балки),а швы в стенке — на сдвигающее усилие Q, равное поперечной силе разрезанной балки в рассматриваемом узле. Металлические перекрестные фермы проектируют, как правило, с параллельными поясами, высотой примерно h = l/14...l/18. Перерезанные полки поясов компенсируют горизонтальными, а стенки — вертикальными фасонками.
- Особенности деревянных перекрестных балок и ферм. Перекрестные балки в виде пакетов склеенных досок получили признание не только как рациональная конструкция, но и как выразительный элемент интерьера с глубоко кессонированным потолком. Перекрестными балками перекрывают пролеты от 1/2 до 24 м с шагом 3...6 м. Высоту балок назначают в пределах l/16..l/20.
Одно из решений узлов пересечения основано на перевязке слоев досок. К недостаткам этого узла относится необходимость выполнения склеивания непосредственно на монтажной площадке (построечное изготовление). Другие способы предусматривают использование металлических узловых деталей (рис. 6.4), которые рассчитывают на усилие N=M/h (где h — расстояние между центрами соединительных деталей). На это же усилие рассчитывают металлические элементы крепления (нагели, болты, глухари, гвозди, шпонки и др.) к древесине.
Определение перекрестных балок и ферм. Основы расчета перекрестных балок и ферм.
Перекрестные балки или фермы состоят из вертикальных пересекающихся в двух или трех направлениях ребер (балок или ферм).
Формулы для расчета перекрестных балок на квадратном плане, расположенных параллельно сторонам или диагоналям:
Методика подбора сечений перекрестных балок и ферм не имеет принципиальных отличий от методики расчета обычных балок и ферм. Для ориентировки следует иметь в виду, что эквивалентная нагрузка на перекрестные балки и максимальные изгибающие моменты составляют примерно 50...60% от аналогичных величин для простых балок. Следовательно, высота перекрестных балок может составлять около 0.7...0,8 высоты простых балок, а высота перекрестных ферм — 0,6...0,7 ,высоты обычных ферм.
Определение структурных конструкций. Этапы их развития. Основной закон построения структур. Область применения; достоинства и недостатки.
- Структурами обычно называют системы стержней, сходящихся в узлах и расположенных в пространстве в строгом геометрическом порядке. В Советском Союз, бурное развитие структур положено постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 29 мая 1972 г. Серийно изготовляются структурные конструкции из прокатных профилей системы «ЦНИИСК» и труб системы «МАрхИ» и «Кисловодск».
Решетчатые плиты (структурные покрытия) получили широкое распространение в качестве плоских покрытий с пролетами до 100 м.
- Этапы развития структуры. Для структур, образованных стержнями одинаковой длины, возможности «скульптурного» метода построения (из структурно организованного пространства выделяют требуемую форму и отсекают лишнее) ограничены неизменностью углов а наклона к горизонту граней структурной конструкции, «атомами» которой служат полуоктаэдры и тетраэдры (схема 1/2 (0 + Т). Композиционные возможности формообразования пространственных структурных конструкций значительно расширяются с введением дополнительного размера стержней а√2. Узловой элемент в этом случае должен обладать способностью присоединения 18 стержней. При этом образуются не только новые углы, но и появляется возможность перехода от одной системы стержней к другой без нарушения единства структуры. Дальнейшее развитие форм структурных конструкций может идти по линии использования стержней трех типоразмеров: а, а√2 и а√3. Узловой элемент такой системы должен обладать способностью принять стержни 26 направлений.
- Структурное покрытие является прежде всего стержневой (решетчатой) плитой и поэтому основные принципы проектирования сплошных плит справедливы н для них:
1. Наиболее выгодной формой прямоугольных плит является квадратная.
2. Чем чаще расположены
опоры по контуру плиты, тем лучше, хотя
польза от слишком частого их расположения
становится незаметной. В наихудших
условиях работает плита, опертая по-
углам (а) или в серединах сторон со
свисающими углами (6).
3. Эффективен конструктивный прием постановки опор с некоторым отступом от контура покрытия (д). Образующиеся консольные свесы способствуют снижению величин изгибающих моментов в пролете, причем создается самостоятельный планировочный модуль, легко поддающийся блокировке с другими подобными модулями.
- Область применения: промышленное и гражданское строительство, применение в сейсмических районах.
- Достоинства структурных покрытий: пространственная работа при многократной статической неопределимости (многосвязности системы), гарантирующая перераспределение усилий в стержнях при внезапном разрушений некоторых из них; однотипность узлов и стержней; примерно двукратное по сравнению с плоскими фермами снижение строительной высоты конструкции; облегчение кровельного покрытия и подвесных потолков благодаря частому расположению опорных точек в узлах; легкая приспособляемость к планам сложным и с нерегулярной расстановкой опор; выразительность в интерьере и при выносе конструкций на фасад.
Недостатками структурных покрытий, порой диалектически сопряженными с их достоинствами, являются: сложность узлов и высокая требуемая точность их изготовления; неизбежные «люфты» в многочисленных соединениях (исключая сварные).