РАМЫ § 14.1. Виды и области применения

Рамы являются одним из наиболее распространенных типов несущих деревянных конструкций. Они хорошо вписываются в по­перечное сечение большинства производственных и общественных зданий: наличие стоек позволяет устраивать вертикальное стено­вое ограждение, а требуемый уклон плоского покрытия может быть получен соответствующим углом примыкания ригеля к стой­ке. Главной особенностью рам при двух- и трехшарнирной схеме и шарнирных опорах является развитие в карнизном узле (в месте примыкания ригеля к стойке) значительных изгибающих моментов, для воспринятая которых требуются специальные узловые соеди­нения.

Деревянные рамы применяют обычно однопролетными при про­летах 12—30 м (в мировой практике до 60 м), и их можно класси­фицировать по нескольким признакам.

По статической схеме рамы могут быть статически определи­мыми и статически неопределимыми. К статически определимым относят трехшарнирные рамы (рис. 14.1, а). К числу статически не­определимых относятся двухшарнирные рамы, рамы с жестко (рис. 14.1, б) или шарнирно (рис. 14.1, в) закрепленными стойками. Наиболее распространенной для цельнодеревянных рам является трехшарнирная схема. В рамах с жестко заделанными или шар­нирно опертыми стойками роль ригеля выполняют балки, фермы или арки с затяжкой. Стойки таких рам могут быть либо деревян­ными решетчатыми или сплошными (см. гл. 12).

Конструктивные особенности рам разнообразны и связаны с методом их изготовления.

Рамы заводского изготовления — это, как правило, рамы доща-токлееные и клеефанерные. Дощатоклееные трехшарнирные рамы _:

_из элементов прямоугольного сечения являются основным типом рамы, получившим в последние годы наибольшее распространение. Они различаются прежде всего вариантами карнизного узла.

Рис. 14.1. Статические схемы деревянных рам:

а — трехшарнирная; б — двухшарнирная, жестко опертая; в — двухшарнирная шарнир^ю

опертая

Рис. 14.2. Конструкции трехшарнирных клееных рам:

а — гнутая дощатоклееная; б — дощатоклееная из Г-образных полурам; в — клеефа. нерная; г — дощатоклееная с угловыми подкосами; д — е — то же, с опорными подко­сами; / — Дощатоклееные элементы; 2 — расчетные оси; 3 — зубчатый стык; 4 — фа­нерная стевка; 5 — Дощатоклееные пояса; 6 — стальная накладка; 7 —ригель; 8 —под­косы; 9 — стойки

Карнизный узел может быть выполнен путем изгиба досок (рис. 14.2, а), путем устройства зубчатого стыка (рис. 14.2, б). Стойка и ригель рам с зубчатым стыком в карнизном узле могут быть изготовлены из прямоугольных клееных блоков, рас­пиленных по диагонали. Рамы с монолитным карнизным узлом позволяют свести число отправочных единиц к миминуму (двум полурамам) и исключают процесс сборки карнизного узла в построечных условиях. Вместе с тем эти варианты имеют и не­достатки: трудность транспортирования элементов Г-сбразно.го очертания, размеры которых выходят порой за габарит транспорт­ных требований, и пониженное по сравнению с прямолинейной клееной древесиной расчетное сопротивление гнутых элементов и зубчатого стыка. Поскольку коэффициент т_гн, учитывающий сни­жение расчетного сопротивления в карнизном узле, зависит от от­ношения радиуса изгиба к толщине изгибаемой доски, для гнутых

рам целесообразно применять доски небольшой толщины (25мм). Это позволяет уменьшить потери прочности, вызванные гнутьем досок, но влечет за собой увеличение числа слоев, а следователь­но, и трудоемкости изготовления рамы.

Другой вариант карнизного узла с подкосом (рис. 14.2, г, д_> е) в карнизном или опорном узле. Такие рамы выгодны тем, что их собирают из прямолинейных элементов, и в них за счет конст­рукции карнизного узла уменьшается (по сравнению с бесподкос-ным узлом) изгибающий момент в ригеле. Эти рамы имеют боль­шее число узлов и монтажных элементов, а некоторым монтажным элементам (например, ригелю) приходится придавать сложное очертание.

Клеефанерные рамы с жестким карнизным узлом (рис. 14.2, в) легче соответствующих дощатоклееных рам, но сложнее в изготов­лении и обладают меньшим пределом огнестойкости.

Рамы с жестко заделанными стойками позволяют вести раз­дельно монтаж стоек и ригелей. Шарнирно опертые стойки имеют более простой опорный узел.

Рамы заводского изготовления на строительной площадке про­ходят только сборку. Необходимые для рам стальные детали из­готовляют тоже на заводе, и они поступают на сборку в комплек­те с деревянными клееными элементами.

Рамы построечного изготовления из досок и брусьев собирают непосредствен­но на строительной площадке. В этих рамах используются преимущественно по­датливые виды соединений: болты, штыри, гвозди, упоры. Такие рамы отлича­ются большим числом узлов и требуют больших затрат труда при изготовлении. Они нуждаются в высококачественных лесоматериалах, в особенности для р-астя-нутых элементов.

Ригель и стойки таких рам могут иметь сплошное сечение (рис. 14.3, а) или выполнены в виде решетчатых систем (рис. 14.3, е). В одной раме могут также сочетаться решетчатые стойки с ригелем сплошного сечения (рис. 14.3, б) или ре­шетчатый ригель со стойками сплошного сечения.

Рис. 14.3. Конструкции рам из цельных элементов:

а — сплошная с опорными подкосами; б — с решетчатыми стойками; в — решетчатая; _г — трапециевидно-подносная система; д — ригельно-подкосная система; / — стоика; г ригель; 3 — подкос; 4 — стержни решетки;

К рамам построечного изготовления относятся и подкосные системы, приме-яемые* в качестве несущих конструкций эстакад, лесов, складов, пакгаузов. Под-осные системы (рис. 14.3, г, д) состоят из бревенчатых (или брусчатых) стоек, прогонов (ригелей) и подкосов. Они могут быть трапециевидно-подкосными и пигельно-подкосными. В качестве несущих конструкций зданий наибольшее при­менение находят более простые трапециевидно-подносные системы. Сжатые эле­менты в этих системах соединяются с помощью упоров и лобовых врубок. Прогоны между собой стыкуются косым прирубом. Прогоны рассчитывают на изгиб, стойки— на сжатие с изгибом, а подкосы — на сжатие. Усилие в этих элементах определяют по приближенны* формулам, учитывая, что на их дейст­вительной работе сильно сказываются неточности изготовления и деформации, возникающие при усушке, которые трудно учесть в расчете.