Варианты конструкций рам

Рамы из прямолинейных элементов

Ригель и стойка полурамы получаются распиловкой клееного пакета и соответствующей обработкой торцов (рис. 110). Расчетными сечениями являются: биссектрисное 1—1 и ортогональные к наружным граням ригеля и стойки 2—2 и 3—3 (рис. 111). Расчетные геометрические характеристики сечений находятся по формулам:

где 0,85 — коэффициент, учитывающий криволинейность эпюры в сечении;
m_б — коэффициент к высоте сечения.

Сечения проверяются по формуле

При стыковании элементов полурамы в карнизном узле стык оказывается расположенным в расчетном сечении. С учетом возможного непроклея этот стык является самым опасным местом в конструкции рам. Применение в конструкции трапецеидальной вставки повышает надежность рамы, так как при этом стыки располагаются вне зоны с максимальным расчетным моментом. Вставка может быть выполнена из более качественной древесины, что также повышает надежность конструкции рамы.

Некоторые варианты конструкции карнизного узла на клею показаны на рис. 112. Другие варианты решений этого узла представлены на рис. 113. В растянутой зоне стыка ставятся металлические крепежные детали, в сжатой — деревянные детали.

Расчетное усилие в крепежных деталях N=М_сеч/z (z — плечо пары сил, см. рис. 113). Расчет деталей крепления производится по обычным правилам с учетом конструктивных особенностей и работы соединения.

Аналогично решаются карнизные узлы клеефанерных рам, так как участки элементов рам (стоек и ригеля), примыкающие к узлу, выполняются сплошными дощатоклееными.

Гнутоклееные рамы

Особенность расчета рам заключается в установлении их геометрической схемы и расчетных усилий (рис. 114). По заданному пролету определяют основные размеры: f, у_в, х_гн, y_гн, b, h_кар, h_оп, h_к, r_н, r_вн, r_cp. Затем от постоянной и временной нагрузок на всем пролете из условия равенства нулю поперечной силы находят координаты х и у центра сечения с максимальным изгибающим моментом

где угол ? определяется подбором.

Для этого сечения находятся расчетные значения М_х и N_х. Проверяют это сечение по формуле

где k_c — коэффициент, учитывающий кривизну гнутого участка; в расчетах можно принимать 1,1;
m_гн — коэффициент, определяемый по табл. 2 приложения 1.

Возможно решение рам с гнутой вставкой. При этом появляются два зубчатых стыка, что усложняет изготовление. Но технико-экономическое сравнение целиком гнутых рам и рам с гнутой карнизной вставкой показывает, что это усложнение компенсируется более простым изготовлением прямолинейных участков стоек и ригеля. Кроме того, на прямолинейных участках используется пиломатериал большей толщины, что снижает отходы и стоимость. Вставка выполняется из более тонких и качественных досок, что повышает надежность этого участка рамы, а стыки располагаются вне зоны с максимальным изгибающим моментом.

Опорные и коньковые узлы рам

Опирание полурам на фундаменты и в коньке выполняется упором торцов элементов. Следует отдавать предпочтение шарнирному решению опорного узла (рис. 115, а), в котором необходимо проверить площадь «зуба» фундамента из условия смятия древесины поперек волокон от распора Н. Работа и расчет жесткого опирания сложнее, так как определяются высота и толщина вертикального листа из условия смятия древесины и изгиба листа; проверяются на сложное сопротивление растяжению с изгибом уголки; вертикальные сварные швы рассчитываются на срез, а анкерные болты — на срез и растяжение (рис. 115, б).

На рис. 116 показаны два варианта конькового узла. В этих вариантах накладки и болты воспринимают поперечную силу и обеспечивают боковую жесткость узла. Работа болтов здесь принципиально различна. В варианте, показанном на рис. 116, а, следует их подбирать из условия изгиба и смятия древесины в гнезде (см. расчет конькового узла арки и рис. 106); в варианте на рис. 116, б болты рассчитывают из условия их растяжения, размеры шайб — по смятию древесины поперек волокон, а толщину их — по изгибу.