ПОСОБИЕ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ (К СНИП II-25-80) - ЧАСТЬ 21

 

Рис. 41. Узлы металлодеревянной треугольной фермы 

а) опорный узел; б) коньковый узел; в) средний узел нижнего пояса; 1 - парные тяжи диаметром 20 мм; 2 

- наконечник диаметром 28 мм; 3, 4 - полоса 150 

 110  10; 5 - уголок 125  80  10; 6 - 

антисептированная подкладка; 7 - упорная стенка башмака 250 

 190  18; 8 - полоса 250  110  10; 9 - 

крепежные винты; 10, 11 - болты диаметром 16 мм; 12 - деревянная накладка 70 

 150  930; 13 - тяж 

диаметром 14 мм; 14 - шайба 110 

 110  10; 15 - уголок 125  80  10; 16 - пластина; 17 - валик 

диаметром 36 мм; 18 - болт диаметром 16 мм; 19 - полоса 310 

 100  18; 20 - тяж диаметром 25 мм 

Коньковый узел 

(см. рис. 

41

, б) 

Требуемая  площадь  шайбы  для  передачи  усилия  от  растянутой  стойки  верхнему 

поясу из условия смятия 

F

ш

 = Nγ

n

/(m

в

R

смα

) = 53,3

10

3

0,95/(0,93,2) = 1,7610

4

 мм

2

, 

принимаем шайбу из стали ВСт3пс размером 140 

 140 мм, с площадью нетто 1,9410

4

 

мм

2

. Толщину шайбы определяем из условия ее изгиба и принимаем 10 мм. 

Узел нижнего пояса

 (см. рис. 

41

, в) 

Металлические  детали,  входящие  в  узловое  соединение,  выполняются  из  стали 

ВСт3пс.  Сечение  уголков  по  расчету  на  растяжение  принято 125 

 80  10 мм,  а 

сечение приваренных к тяжам полос - 310 

 100  18 мм. Соединение полос с уголками 

осуществляется с помощью валиков, диаметр которых определяем из условия изгиба и 
принимаем 36 мм. 

Арки 

6.37.

 Гнутоклееные деревянные арки, как правило, следует проектировать кругового 

очертания  постоянного  прямоугольного  сечения  с  соотношением  стрелы  подъема  к 
пролету свыше 1/6 и ширины к высоте сечения свыше 1/8. 

Очертание стрельчатых трехшарнирных арок определяется из условий обеспечения 

заданного  внутреннего  габарита  здания;  при  этом  стрелу  подъема  полуарок 
рекомендуется принимать 1/12 - 1/15 длины хорды полуарки. 

Рекомендуемые  схемы,  пролеты  и  другие  геометрические  параметры  арок 

представлены в табл. 

1

. 

6.38.

 Расчет и проектирование арок следует производить по правилам строительной 

механики и в соответствии со 

СНиП -II-25-80

, пп. 6.25 – 6.27.  

6.39.

  Опорное  давление  и  распор  от  арок  в  зависимости  от  конструкции  здания 

воспринимаются  отдельными  фундаментами  или  железобетонными,  каменными 
несущими конструкциями здания, а также стальными затяжками. 

Опирание  арок  на  фундаменты  или  несущие  конструкции  здания  и  сопряжение  в 

коньке могут осуществляться: 

а)  непосредственным  упором  части  торцовой  поверхности,  центрированной  по  оси 

арки;  при  этом  фиксация  опорных  участков  арки  в  проектном  положении 
осуществляется  с  использованием  специальных  стальных  соединительных  элементов 
(пластин, уголков, швеллеров); 

б) через стальной шарнир. 
6.40.

  Площадки,  передающие  усилие  распора  в  торцы  арки,  должны  быть 

ориентированы нормально к ее оси. 

В арках с затяжками пролетом более 30 м одна из опор устраивается подвижной. 
Распор  пологих  двухшарнирных  арок  при  стреле  подъема  до 1/4l  разрешается 

определять, как в трехшарнирных. 

6.41.

 Расчет арок на прочность производится при следующих сочетаниях нагрузок: 

а) в пологих арках (f < 1/3l); 
расчетная постоянная и временная (снеговая) нагрузки на всем пролете и временная 

нагрузка от подвесного оборудования; 

расчетная постоянная нагрузка на всем пролете, односторонняя временная (снеговая) 

нагрузка на половине пролета и временная нагрузка от подвесного оборудования; 

расчетная постоянная нагрузка на всем пролете, односторонняя временная (снеговая) 

нагрузка, распределенная по треугольнику на половине пролета (СНиП II-6-74, табл. 5, 
п. 2), и временная нагрузка от подвесного оборудования; 

б)  в  стрельчатых  арках  (f  ≥ 1/3l) - расчетная  постоянная  и  временная  (снеговая) 

нагрузки на всем пролете и временная нагрузка от подвесного оборудования; 

расчетная  постоянная  нагрузка  на  всем  пролете,  временная  (снеговая)  на  половине 

пролета  или  части  его  в  соответствии  со  СНиП II-6-74 и  временная  нагрузка  от 
подвесного оборудования; 

ветровая нагрузка с постоянной и остальными временными нагрузками. 
6.42.

  При  расчете  двух-  и  трехшарнирных  арок  на  несимметричную  нагрузку, 

разбиение  последней  на  симметричную  и  кососимметричную  составляющие 
производится по всему пролету арки. 

6.43.

  Расчетным  сечением  арки  для  каждого  сочетания  нагрузок  при  расчете  на 

прочность  является  сечение  с  наибольшим  изгибающим  моментом,  для  которого 

определяется  также  нормальная  сила;  проверка  нормальных  напряжений  в  нем  от 
сжатия с изгибом производится в соответствии со 

СНиП II-25-80

, пп. 6.25 – 6.27. 

П р и м е р  1. Запроектировать  трехшарнирную  дощатоклееную  арку  кругового 

очертания для покрытия отапливаемого спортивного здания. 

 

Рис. 42. Поперечный разрез и план арочного покрытия

 

Кровля из оцинкованной стали; Плиты покрытия размером 1,5 

 5 м с минераловатным утеплителем; 

Гнутоклееная арка 240 

 1344 

Исходные данные 

Арка постоянного прямоугольного сечения, пролет l = 60 м, стрела подъема f = 11 м 

>  l/6  при  шаге 6 м,  опоры  железобетонные  (рис. 

42

).  Район  строительства III по 

снеговой нагрузке. 

Ограждающая  часть  покрытия  состоит  из  утепленных  плит  размером 1,5 

 6 м, 

укладываемых  непосредственно  на  арки.  По  плитам  устраивается  кровля  из 
оцинкованной стали. 

Устойчивость  арок  из  плоскости  обеспечивается  продольными  деревянными 

ребрами  плит  и  стальными  диагональными  тяжами,  которые  расположены  и  торцах 
здания  и  через 24 м  вдоль  здания,  образуя  поперечные  связевые  фермы.  Продольные 

ребра  плит  прикреплены  к  верхним  граням  арок,  а  в  коньке  и  пятах  полуарок 
поставлены продольные элементы с упором в боковые грани арок. 

Геометрические размеры оси арки 

При расчетном пролете l = 60 м и стреле подъема ее f = 11 м радиус арки находим по 

формуле 

r = (l

2

 + 4f

2

)/(8f) = (60

2

 + 4

11

2

)/(8

11) = 46,41 м; 

центральный угол дуги полуарки α определяем из выражения 

cos α = (r - f)/r = (46,41 - 11)/46,41 = 0,763, 

откуда α = 40°16'. Центральный угол дуги арки 2α = 80°32', длина дуги арки 

S = (πr

2α)/180° = (3,1446,4180,54°)/180° = 65,2 м. 

Координаты точек оси арки y для вычисления моментов M находятся по формуле 

Д









2

2

)

2

/

(

x

l

r

y

, 

где Д = r - f = 46,41 - 11 = 35,41 м и приведены в табл. 

26

. 

Т а б л и ц а  26 

Координаты 

Значение координат точек оси арки, м 

x 

0 

5 

7 

10 

15 

20 

25 

30 

y 

0 

3,69 

4,9 

6,47 

8,51 

9,91 

10,73 

11 

φ 

40°15' 

32°36' 

26°51' 

25°30' 

18°51' 

12°27' 

6°12' 

0 

Нагрузки 

Постоянные  расчетные  нагрузки  на 1 м

2

  горизонтальной  проекции  покрытия 

определяются с введением коэффициента перегрузки n в соответствии со СНиП II-6-74, 
пп. 2.2. Нормативные  нагрузки  умножаются  на  коэффициент  k = S/l = 64,4/60 = 1,07, 
учитывающий разницу между длиной дуги арки и ее проекцией. 

Вес  снегового  покрова  для III района  P

0

 = 1 кН/м

2 

горизонтальной  проекции; 

коэффициент c

1

, учитывающий форму покрытия, в соответствии со СНиП II-6-74, табл. 

5, п. 5.5 будет равен: 

c

1

 = l/(8f) = 60/(8

11) = 0,682; 

тогда нормативная равномерно распределенная снеговая нагрузка 

P

н

сн

 = P

0

c

1

 = 1

0,682 = 0,682 кН/м

2

. 

Собственный  вес  арки  в  зависимости  от  нормативного  веса  кровли  и  снега 

определим по формуле прил. 

2

 

g

н

св

 = (g

н

п

 + P

н

св

)/[1000/(K

св

l) - 1] = (0,594 + 0,682)/[1000/(4

60) - 1] = 1,276/3,16 = 0,404 

кН/м

2

. 

Сбор  постоянных  нагрузок  арочного  покрытия  приведен  в  табл. 

27

.  Полная 

нормативная нагрузка от собственного веса g

н

 = 0,998 кН/м

2

 горизонтальной проекции. 

Отношение  нормативного  собственного  веса  покрытия  к  весу  снегового  покрова 

g

н

/P

0

 = 0,998/1 = 0,998; коэффициент  перегрузки  n = 1,41 (СНиП II-6-74), тогда 

расчетная снеговая нагрузка на 1 м

2

 горизонтальной проекции покрытия 

P

1

 = P

0

nc

1

 = 1

1,410,682 = 0,962 кН/м

2

. 

Т а б л и ц а  27 

Наименование элемента 

Нормативная нагрузка, кН/м

2 

n 

Расчетная нагрузка, кН/м

2

 

Плита покрытия 

 

 

 

асбестоцементный лист 

0,187 

1,1 

0,206