Г л а в а 5. Шпренгельные системы

Шпренгельными называются стержневые системы, состоящие из способных самостоятельно работать дере­вянных конструкций, которые, кроме того, содержат до­полнительные элементы, предназначенные.для уменьше­ния изгибающих моментов основных элементов, загру­женных внеузловой нагрузкой. Схемы простейших шпренгельных систем даны на рис. VII. 15. Щпренгель-ные системы статически неопределимы.

Верхний пояс шпренгельных систем выполняют из клееных деревянных блоков, брусьев или бревен. Ниж­ний пояс изготовляют из круглой стали или стальных профилей. Как правило, узлы нижнего пояса шпренгель­ных систем располагаются ниже отметки опорных узлов. Вследствие этого их нижние промежуточные узлы явля­ются неустойчивыми и для устранения возможного вы­хода их из плоскости фермы осуществляют попарное закрепление конструкций вертикальными связями. Связи крепят к стойкам шпренгельных систем. Решетка шпрен­гельных систем обычно состоит из вертикально постав­ленных деревянных стоек.

Расчет шпренгельиых систем. Усилия в стержнях си­стемы вычисляют общими методами строительной меха ники. Сложные шпренгельные системы рассчитывают на ЭВМ.

Рассмотрим расчет шпренгельной балки (рис. VI 1.16) при двух возможных схемах ее работы: а) просадки на средней опоре нет и верхний пояс представляет собой неразрезную балку; в этом случае имеет место макси­мальный отрицательный момент на средней опоре; б) просадка средней опоры такова, что изгибающий мо­мент на ней равен нулю, а верхний пояс представляет собой две однопролетные балки; в этом случае имеется максимальный положительный момент в пролете.

Расчет системы как неразрезной балки.

Для уменьшения расчетного изгибающего момента нормальную силу N нередко на крайних опорах прикла­дывают с эксцентриситетом е. Тогда изгибающий момент на средней опоре при равномерно распределенной на­грузке будет (рис. VII.9)

M_B=—qPh+Ne/2.

Сжимающая нормальная сила в верхнем поясе #_ = 1,25^/2 igp,

Растягивающее усилие в нижнем поясе ной цепи

Сжимающее усилие в стойке (с учетом неразрезно-сти верхнего пояса) V-=l,25ql. Проверку сечения верх­него пояса проводят по формуле для сжато-изгибаемых стержней

где ЛГд = МЦ.

Расчетную гибкость стержня для Определения коэф­фициента | подсчитывают по полной длине /.

Расчет системы при просадке средней опоры.

Расчетный момент в середине пролета / при равно­мерно распределенной нагрузке q и при наличии эксцен­триситета е будет

M = (qP/8)—Ne.

Сжимающая сила в верхнем поясе ЛГ_ = <7//2 tg Р.

Растягивающее усилие в нижнем поясе — подпруж-ной цепи

Сжимающее усилие в стойке V- — ql.

Сечение верхнего пояса проверяют так же, как и в
предыдущем случае, по формуле для сжато-изгибаемых
стержней. Расчетную гибкость для определения коэффи­
циента I подсчитывают по длине /. ^

Как видно из приведенных выражений, максимальные нормальные силы в верхнем поясе, нижнем поясе и стой­ке получаются при работе верхнего пояса как нер^азрез-ной балки, т.е. при отсутствии просадки среднего узла. Изгибающий момент хледует рассчитывать для обоих рассмотренных случаев.

Для обеспечения надлежащей плотности соединений элементов шпренгельных систем осуществляют натяже­ние нижнего пояса, называемого подпружной цепью, ко­торое достигается с помощью гаек в опорных узлах, или натяжной муфты, либо опусканием подпружной цепи вдоль стойки с помощью специальной серьги (см. рис. VII. 16). Такое устройство не требует больших усилий

для натяжения цепи и удобно для подтягивания ее во время эксплуатации.

Простейшими шпренгельными системами перекрыва­ют пролеты 9—15 м, сложными шпренгельными систе­мами—до 40 м.

При эксплуатации деревянных конструкций встреча­ется необходимость их усиления. Одним из возможных способов усиления деревянных балок и треугольных рас­порных систем является превращение их в шпренгельные системы (см. рис. XI.6)._s'

Кроме шпренгельных систем в строительстве приме­няют треугольные фермы шпренгельного типа, по форме схожие со шпренгельными системами (см. рис. VII.15,а). Однако в отличие от шпренгельных систем в фермах шпренгельного типа все узлы решают шарнирно и они являются статически определимыми.