Розпірні площинні конструкції
Розпірні площинні конструкції До основних розпірним конструкцій відносяться рами і арки (циліндричні склепіння, опертих на фундаменти по всій довжині, можна розглядати як різновид арки зі значно збільшеною шириною). Рами можуть бути різноманітного обриси як з одним прольотом, так і з багатьма. Чим складніше рама, тим більшій кількості обмежувальних умов вона має відповідати, наприклад щодо надійності фундаментів, розподілу навантажень і т. п. Тому найчастіше в практиці будівництва застосовують однопрогонові рами П-образного обриси. З однопрогонових рам, комбінуючи їх з балками, можна отримати конструкції різноманітних обрисів з різним числом прольотів. Арки найчастіше проектуються кругового контуру, так як такі арки виконуються просто як в монолітному, так і в збірному варіанті. Однак вісь арки може бути окреслена і у вигляді інших плавних кривих, наприклад параболи й еліпса, а також кривих, що складаються з відрізків кіл різних радіусів. Рами і арки можуть бути бесшарнірнимі з жорсткою закладенням опор, двохшарнірну (з шарнірним опи-раніем на фундамент) і трехшарнирной, у яких крім двох шарнірів на опорах є ще один, який зазвичай працює посередині прольоту (рис, XII. 13). Бесшарнірние рами і арки особливо чутливі до нерівномірних осідань опор, тому їх проектують тільки на надійних підставах, що не допускають таких опадів. У той же час серед розпірних конструкцій бесшарнірние рами і арки найбільш економічні по витраті матеріалу; величина розпору, тобто горизонтальна складова реакції, в бесшарнірних найменша в порівнянні з іншими. Разом з тим двохшарнірну рами і арки менш чутливим до невеликих опадів грунту, ніж бесшарнірние.
Трехшарнирной рами і арки ще менш чутливі до нерівномірних осідань, зате розпір у них ще більше, ніж у двохшарнірну, і тим більше бесшарнірних. Важлива перевага трехшарнирной арок і рам полягає в тому, що їх можна заздалегідь виготовляти з двох однакових частин і монтувати простим з'єднанням в шарнірах. Що стосується обрисів П-подібних рам і кругових арок, то при раціональному розподілі в цих конструкціях матеріалу вони мають однакові форми перерізу в прольотах і в опор тільки в бесшарнірних варіантах. При наявності шарнірів висота перерізу їх у шарнірів зменшується в 2 ... 3 рази. На рис. XII.13 наочно показані обриси рам і арок в залежності від наявності шарнірів, а в прикладеній таблиці даються зразкові висоти перерізів цих конструкцій щодо прольоту. Ширина перерізів у залізобетонних рам і арок приймається зазвичай у межах 1/2- 1 / 4 його висоти. Розпірні конструкції вимагають виконання особливого виду фундаментів, тим більше розвиненого в зовнішню сторону від прольоту, чим більше розпір, який, як відомо, збільшується зі збільшенням числа шарнірів і при зменшенні відношення висоти перерізу конструкції до прольоту. Це випливає з відомого вимоги до фундаментів, за яким рівнодіюча опорних реакцій не повинна виходити за межі середньої третини підошви фундаменту, У разі значного розпору підошві надається ухил, близький до нормалі на рівнодіючу, що попереджає можливість зсуву фундаменту під впливом цього розпору. Всі площинні розпірні конструкції володіють достатньою жорсткістю в своїй площині. Але в іншому напрямку - з площини - такою жорсткістю вони не володіють. У цьому напрямку просторова жорсткість системи в цілому забезпечується тими ж способами, які застосовують в стійко-в'язевий системі, тобто, включенням зв'язків або стінок жорсткості в кожному поздовжньому ряду вертикальних опор, У арковому покритті цього ж результату можна досягти замонолічуванням плит покриття криволінійного обриси . Для зменшення згинальних моментів у рамах, а тим самим зменшення висоти їх перетину, застосовують консольні виноси, розташовані в продовженні ригелів і завантажені відповідним чином. Таким рішенням можна майже повністю позбавитися від розпору, тобто проектувати фундаменти як під звичайну безрозпірного конструкцію (рис. XII, 14, а). Безрозпірного арки можна повністю досягти, з'єднавши її опори металевої затягуванням, яку зазвичай розташовують під рівнем підлоги (рис. XII.14, б). Такі безрозпірного арки з затяжками можна встановлювати на колони і стіни подібно балках або фермам. При проектуванні багатопрогонових рам їх зручно комбінувати з балковими вставками, обпертими на консольні виноси П-подібних рам. На тому ж малюнку схематично показані приклади розв'язання опорних шарнірів, що застосовуються в розпірних конструкціях.
Висота поперечних ребер, при їхньому кроці 1 .. .2 М становить 1 / 70 ... 1 / 100 прольоту поздовжніх - 10 .. .20 См, товщина плити між ребрами 3 .. .4 Див. За відсутності плит між ребрами і заміні їх будь-яким несучим матеріалом наприклад склом, звід перетворюється в сітчастий. Комбінуючи пересічні між собою циліндричні поверхні, можна отримати зімкнутий на прямокутному або квадратному плані звід, багатогранний купол, чотиригранний з горизонтальною вставкою, так званий дзеркальний звід, а також циліндричний звід з врізкою циліндрів менших розмірів, званий ще склепінням з розпалубками. Звід, утворений перетином двох циліндрів, відкритих назовні, на квадратному плані, називається хрестовим склепінням, який на відміну від інших склепінь спирається на чотири стоять окремо фундаменту. На рис. XII. 16 показано кілька прийомів передачі розпору на масив і на затягування. Циліндричні склепіння, встановлені на колони без затягувань, представляють при оформленні інтер'єру будівлі одну з цікавих архітектурних завдань, На рис. XII. 16, а показано одне з таких рішень. Згідно з цим рішенням ряд арок спирається на ригелі рам, стійки яких представляють собою колони, розміщені всередині будівлі. Розпір від цих арок, крім крайніх, взаємно погашається на ригелях поперечних рам, на які вони опертих. Розпір ж крайніх арок передається на монолітну плиту покриття і на стіни, на які вона спирається. Окремо стоїть циліндричний звід також спирається на ригелі рам, розміри яких дозволяють приймати розпір та передавати його на стійки. Однак за відсутності конструкції, яка могла б передати цей розпір на фундаменти, його можна погасити тільки затяжками. У разі хрестового зводу, реактивні зусилля від нього зосереджені безпосередньо на чотирьох опорах.
Для сприйняття та погашення розпору необхідно передбачити затягування, попарно об'єднують всі чотири колони, або влаштувати контрфорси, як це прийнято в готичних соборах. Поряд з кам'яним матеріалом дерево теж може бути використано як матеріал для виготовлення рам і арок, особливо з використанням клеєної деревини. Як правило, їх роблять двох-, трехшарнирной, з виготовленням в майстернях і монтажем на будівництві. Встановлюються дерев'яні рами і арки з кроком не більше 3 ... 4 м і застосовуються для прольотів до 15,20 м. Покриття по дерев'яних рам і арок виконують або з брусів, покладених із кроком 1 ... 1,5 м, з двома шарами дощок поверх них, або з деревоплити, панелі якої збираються з дощок або брусів, поставлених на ребро, щільно збитих цвяхами або з'єднаних за допомогою синтетичного клею. Висота деревоплити приймається приблизно 1 / 20 від кроку накривають нею конструкцій.
