Рамы. Расчет и конструирование. Узлы.

Рамные конструкции отличаются от арочных своим очертанием, которое сильно влияет на распределение изгибающих моментов в пролете. При ломаном очерта­нии рамы в жестком карнизном узле при загружении как левой, так и правой половины рамы возникают мо­менты одного знака. В результате при загружении рамы по всему пролету угловые моменты сильно увеличивают­ся, что ограничивает длину пролетов, перекрываемых ра­мами, до 18—30 м.

Рамы могут воспринимать горизонтальные нагрузки, обеспечивая поперечную устойчивость здания без защем­ления стоек и без устройства жестких поперечных стен. Рекомендуется делать рамы трехшарнирными, так как в статически определимых системах не происходит пе­рераспределения усилий при деформировании под дли­тельно действующей нагрузкой, что обеспечивает соот­ветствие их расчетным усилиям.

Дощатоклееные гнутые рамы. Дощатоклееные гнутые рамы (рис. VI.30) выполняют трехшарнирными, что об­легчает их изготовление, транспортирование и монтаж. Криволинейность карнизных узлов достигается выгибом слоев (досок) по окружности при изготовлении рам. Ра­диус кривизны обычно невелик и составляет 2—4 м. 1ак как по условиям гнутья отношение радиуса кривизны к толщине слоя (Я/6) не может быть меньше 150, то тол­щина слоев для изготовления дощатоклееных гнутых рам после фрезерования будет составлять не более 1,Ь— 2,5 см. Следовательно, Дощатоклееные гнутые рамы бо­лее трудоемки в изготовлении, чем арки и требуют боль­шего расхода древесины и клея. Кроме того, расчетное сопротивление изгибу уменьшается умножением на ко­эффициент гнутья, меньший единицы.

Сечение рамы делают прямоугольным, а высоту се­чения—переменной по длине, что достигается уменьше­нием числа досок в пакете с внутренней стороны рамы. Постепенное плавное изменение высоты сечения (рис. VI 30 а) предпочтительнее с архитектурной точки зре­ния но технологически менее выгодно. Менее сложно и трудоемко изготовление дощатоклееных гнутых рам с применением ступенчатого изменения высоты сечения которые разработаны для пролетов 12 и 18 м. Рамы работают на сжатие и попереч­ный изгиб.

Дощатоклееные рамы из прямолинейных элементов.

Дощатоклееные рамы из прямолинейных элементов (рис. VI.33, а—VI.33, е) более технологичны, чем доща-токлееные гнутые рамы, так как на заводе собирают и склеивают из прямолинейных досок отдельно стойку и ригель каждой полурамы.

Наиболее сложным у рам П-образного очертания яв­ляется карнизный узел (соединение стойки с ригелем), где действует максимальный изгибающий момент.

Рамы пролетом 12 и 18 м иногда проектируют с кар­низным узлом, решенным с помощью косынок из фанеры марки ФСФ или лучше бакелизированной ' (рис. Vi.33, в). Фанерные косынки, приклеиваемые к стойке и ригелю, перекрывают стык, воспринимая нормальное усилие и изгибающий момент. Клеевой шов проверяют на скалы­вание.

Недостаток такого решения — возможность разруше­ния клеевого шва при усушке и разбухании пакета до­сок, приклеенного к фанерной косынке больших разме­ров. В последнее время шире применяют соединение стойки с ригелем на зубчатый шип (рис. VI.33,г).

Более надежны рамы из прямолинейных элементов с ригелем, имеющим консоли и опирающимся шарнирно на стойки и подкосы (рис. VI.33, д, е). Элементы таких рам работают как сжато-изгибаемые стержни и должны быть рассчитаны на действующие в сечениях нормаль­ные усилия, изгибающие моменты и поперечные силы.

Получили применение в строительстве рамы с соеди­нением ригеля в карнизном узле на зубчатый шип. Рас­чет этих рам производят на прочность и устойчивость плоской формы деформирования.

Клеефанерные рамы (рис. VI.36) в поперечном сече­нии могут быть двутавровыми или коробчатыми. Фане­ру, как и у клеефанерной балки, лучше располагать так, чтобы волокна рубашек были параллельны оси рамы. Карнизный узел решают с применением стальных на­кладок (рис. VI.36, б) или с помощью специальных гну-токлееных фанерных вставок1, являющихся закруглен-

ным продолжением прямолинейных поясов ригеля и стойки {рис. VI.36, s). Гнутоклееные фанерные вставки соединяют с прямолинейными досками поясов рамы зуб­чатым шипом. Стыки располагают вразбежку.

Испытания клеефанерных рам выявили необходи­мость проверки фанерной стенки на главные напряже­ния. Для приближенного расчета можно проверить проч­ность фанерной стенки сравнением расчетного сопротив­ления фанеры под углом 45° к направлению волокон t/?4s) с главными напряжениями

где и, т —нормальное и касательное напряжения в стенке на уров­не внутренней кромки сжатого пояса.

Клеефаыерные рамы следует рассчитывать не только по прочности, но и по деформациям. При расчете анало­гично клеефанерным балкам принимают приведенные геометрические характеристики сечения.