Узлы, сопряжения и детали деревянных оболочек

Узлы и сопряжения деталей деревянных оболочек играют важную роль в передаче внешних нагрузок на несущие элементы оболочек, опорные конструкции, в обеспечении пространственной устойчивости оболочки. Узлов и сопряжений предложено, разработано и запатентовано огромное множество. В параграфе 13.1 уже приведены некоторые сведения о соединении деревянных элементов. В настоящем параграфе дополним эти сведения новыми разработками, предложенными в последние десятилетия.

Соединение меридиональных ребер в верхней точки купола происходит при помощи верхнего опорного кольца. Это кольцо можно принять металлическим, состоящим из трубы с приваренным листом железа (рис. 13.20, а). Диаметр верхнего опорного кольца принимается конструктивно, например равным 450 мм. Опирание нижнего опорного кольца и меридиональных ребер на нижележащие конструкции происходит с использованием нижнего опорного элемента, состоящего в рассматриваемом случае из опорной металлической площадки, на которую опирается отрезок трубы (рис. 13.20, б).

Считается, что одной из основных технических задач при конструировании узловых сопряжений куполов является создание наконечников, которые обеспечивали бы простоту соединения деревянных стержней с узловыми элементами и были бы способны воспринимать усилия сжатия и растяжения, возникающие от внешних нагрузок. Так как задачей является создание сборно-разборных конструкций, то в качестве наконечников деревянных стержней рационально использовать изделия из металла.

Один из вариантов опирания меридиональных ребер ребристо-кольцевого купола

Рис. 13.20. Один из вариантов опирания меридиональных ребер ребристо-кольцевого купола:

а – верхнее опорное кольцо; б – нижний опорный элемент

Техническое решение наконечника РКК-12-СРДЗ

Рис. 13.21. Техническое решение наконечника РКК-12-СРДЗ:

1 – узловой элемент; 2 – шаровая опора; 3 – деревянный стержень; 4 – болт; 5 – упорное кольцо; 6 – Г-образная пластина; 7 – шпилька; 8 – хомут

На рис. 13.21 изображено одно из разработанных О. Ю. Дериглазовым решений наконечника стержней, представляющее наибольший технический интерес. Данный наконечник служит для образования сборно-разборных узлов деревянного ребристо-кольцевого купола пролетом 12 м. В представленном техническом решении наконечника обеспечена возможность регулировки длины элемента в осях при сборке и в период эксплуатации. Вкручивая или выкручивая болт 4, можно немного удлинять или укорачивать стержень. Данное решение наконечника позволяет исключить возможность возникновения изгибающих моментов в стержне за счет использования шаровых опор 2, что для пространственных стержневых конструкций является весьма важным.

Если отрезки брусьев геодезического купола (см. рис. 13.14) точно подогнаны, то можно использовать соединение, показанное на рис. 13.22.

Рассмотрим некоторые этапы возведения ребристо-кольцевого купола из отдельных досок, соединяемых не на клею, а с помощью болтов. На рис. 13.23, 13.24 показан процесс восстановления купола реального исторического объекта. Меридиональные ребра здесь состоят из отдельных досок. Придав доске проектный радиус кривизны, строители фиксировали ее в этом положении. Затем сверху укладывали вторую доску, затем третью и т.д. После все доски меридио-

Узловое соединение геодезического купола

Рис. 13.22. Узловое соединение геодезического купола

Меридиональные и кольцевые ребра ребристо-кольцевого купола из отдельных досок

Рис. 13.23. Меридиональные и кольцевые ребра ребристо-кольцевого купола из отдельных досок

Законченный каркас купола

Рис. 13.24. Законченный каркас купола

нального ребра стягивались между собой болтами (см. рис. 13.23) и образовывали единую жесткую криволинейную конструкцию. Кольцевые элементы выполнялись из коротких досок, соединяемых гвоздями. Некоторые кольцевые доски проходят через меридиональные ребра, не прерываясь (см. рис. 13.23). После окончательной сборки на узлы накладывались металлические затяжки (см. рис. 13.24) и оформлялись полностью опорные узлы.

На рис. В.47 хорошо просматривается конструкция деревянного свода с несущими двухпоясными арками со стойками и раскосами, составленными из коротких досок, которые соединены в местах стыковки металлическими зубчатыми пластинами-накладками. Арки опираются непосредственно на железобетонное плоское перекрытие. Такое конструктивное решение возможно при небольших габаритных размерах свода.

Для более мощных арок предлагается опорный узел с затяжкой (рис. 13.25). В этом случае на опорный элемент будет передаваться только вертикальная нагрузка, а распор будет восприниматься деревянной затяжкой.

Опорный узел ребра свода с затяжкой

Рис. 13.25. Опорный узел ребра свода с затяжкой:

1 – клеедощатая арка; 2 – клеедощатая стойка; 3 – деревянная затяжка; 4 – хомут из полосовой стати; 5 – стяжной болт с квадратной шайбой

В заключение покажем один из вариантов защиты наиболее важных узлов несущих элементов деревянных оболочек от огня (рис. 13.26). Накладки, защищающие от непосредственного воздействия огня на стальные детали, могут выполняться из досок толщиной 33–35 мм, подвергнутых глубокой пропитке антипиренами, и гипсоволокнистых листов, которые крепятся к деревянным элементам гвоздями (рис. 13.26, а). Для предотвращения интенсивного обугливания древесины под стальными соединительными элементами в узлах между стальной пластиной и древесиной можно использовать прокладки из трудносгораемых и несгораемых материалов.

Если в узлах используются соединительные элементы в виде накладок из цельной или клееной древесины, они должны быть подвергнуты огнезащитной обработке. Защита опорных и конькового узлов в распорных конструкциях выполняется с помощью огнезащитных чехлов (рис. 13.26, в, г). С учетом зарубежного опыта огнезащиты узлов в деревянных конструкциях рекомендуется устанавливать стальные элементы узлов в шлицах деревянных элементов (рис. 13.26, б). Однако такой способ защиты усложняет изготовление конструкции за счет повышения требований к точности при сверлении отверстий под нагели и выполнении шлица, а также уменьшает размеры расчетного сечения деревянного элемента в зоне узла. Термостойкость клеев, применяемых при изготовлении деревянных клееных конструкций, может быть повышена за счет введения в их состав различных добавок типа асбеста, тиокола, вибромолотого песка, а для увеличения термостойкости клеев на эпоксидной основе возможна модификация эпоксидной смолы кремнийорганическими соединениями. При разработке мероприятий, направленных на снижение пожарной опасности деревянных конструкций, необходимо уделять особое внимание огнезащите связей, обеспечивающих как устойчивость отдельных несущих конструкций и их элементов, так и пространственную жесткость всего здания.

Конструктивная огнезащита узлов клееных деревянных конструкций

Рис. 13.26. Конструктивная огнезащита узлов клееных деревянных конструкций:

а, б – конькового узла; в – опорного узла арки; г – опорного узла рамы; 1 – защитные накладки; 2 – стальная накладка; 3 – прокладка; 4 – прорезь; 5 – защитный чехол; 6 – стальной башмак

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >