ТРЕХШАРНИРНАЯ СБОРНАЯ ДЕРЕВЯННАЯ РАМА

Полезная модель относится к строительным конструкциям, а именно, к несущим конструкциям трехшарнирных рам из клееной древесины, и может быть использована в каркасах зданий и сооружений промышленного и гражданского назначения.
Известна сборная трехшарнирная рама из клееной древесины, включающая две Г-образные полурамы, состоящие из прямолинейных ригелей и стоек, шарнирно сопряженные в коньковом узле и шарнирно опирающиеся на фундаменты, при этом ригели и стойки полурам жестко объединены в карнизных узлах деревянными накладками в сжатых зонах стыков и парными натяжными металлическими башмаками уголкового типа, прикрепленными к ригелям и стойкам в растянутых зонах стыков и объединенными между собой стяжными болтами (Гринь И.М. Строительные конструкции из дерева и синтетических материалов. Проектирование и расчет. - Киев: Изд-во «Вища школа», 1975, стр. 190, рис. 67, б).
Недостатком известного технического решения является повышенная материалоемкость, что обусловлено расположением стыков стоек с ригелями в зоне максимальных усилий изгиба, а также повышенная трудоемкость монтажа, что обусловлено установкой большого количества болтов, необходимых для восприятия усилий, возникающих в карнизных узлах под действием указанных изгибающих моментов.
Известна также трехшарнирная рама из клееной древесины, включающая две Г-образные полурамы, состоящие из прямолинейных блоков, шарнирно сопряженных в коньковом узле и шарнирно опирающихся на фундаменты, при этом ригели и стойки Г-образных полурам объединяются в карнизных узлах с использованием клееных деревянных вкладышей и стяжных болтов (Кормаков Л.И., Валентинавичюс А.Ю. Проектирование клееных деревянных конструкций. - Киев: Будiвельник, 1983. стр. 98, рис. 52, д).
Недостатком известного технического решения является повышенная материалоемкость, что обусловлено расположением стыков стоек с ригелями в зоне максимальных усилий изгиба, а также повышенная трудоемкость монтажа, что связано с необходимостью восприятия значительных усилий, возникающих в карнизных узлах под действием указанных изгибающих моментов.
Наиболее близким техническим решением к заявленной полезной модели является сборная деревянная рама, включающая две Г-образные полурамы, состоящие из ригелей и стоек в виде прямолинейных блоков, шарнирно сопряженных в коньковом узле и шарнирно опирающихся на фундаменты, при этом ригели и стойки полурам объединяются в карнизных узлах с использованием металлических хомутов, состоящих из болтов и уголков, и деревянных накладок на болтах (SU 102293, E04B 1/10, 27.04.1953 г. ).
Недостатком известного технического решения является повышенная материалоемкость, что обусловлено расположением стыков стоек с ригелями в зоне максимальных усилий изгиба, а также повышенная трудоемкость монтажа, связанная со сложностью крепления металлических хомутов к деревянным элементам.
Задача полезной модели - снижение материалоемкости и трудоемкости монтажа трехшарнирной сборной деревянной рамы.
Технический результат достигается тем, что в трехшарнирной сборной деревянной раме, включающей две Г-образные полурамы, состоящие из ригелей и стоек в виде прямолинейных блоков с переменными высотами поперечных сечений и объединенные шарнирно между собой в коньковом узле, а также шарнирно примыкающие к фундаментам, карнизные узлы Г-образных полурам выполнены в виде металлических вставок, фланцы которых объединены с древесиной ригелей и стоек вклеенными штырями, снабженными замыкающими гайками.
Сущность изобретения поясняется чертежами:
- фиг. 1 - общий вид сборной деревянной рамы;
- фиг. 2 - узел А на фиг. 1;
- фиг. 3 - сечение 1-1 на фиг. 2.
Трехшарнирная сборная деревянная рама 1 включает две Г-образные полурамы 2, состоящие из ригелей 3 и стоек 4, выполненных из прямолинейных дощатоклееных блоков с переменными высотами поперечных сечений, объединенных в карнизном узле 5 карнизной вставкой 6, сваренной из металлических листов. При этом карнизная вставка 6 снабжена торцевыми фланцами 7, которые объединены с древесиной ригелей 3 и стоек 4 вклеенными штырями 8, например, резьбовыми шпильками или стальными стержнями с односторонней резьбой, которые фиксируются к торцевыми фланцам 7 при помощи замыкающих гаек 9. Между древесиной и торцевыми фланцам 7 установлены гидроизолирующие прокладки 10. Стыки карнизных вставок 6 с деревянными ригелями 3 и стойками 4 вынесены из зоны максимальных изгибающих моментов, возникающих в карнизных узлах под действием нагрузок на трехшарнирную сборную деревянную раму 1.
Отверстия в торцевых фланцах 7 выполняются по точным шаблонам и при установке совпадают с осями вклеенных штырей 8, выступающих из торцов ригелей 3 и стоек 4.
Вклеенные штыри 8 предназначены для восприятия растягивающих усилий, возникающих в растянутых зонах внецентренно сжатых поперечных сечений деревянных ригелей 3 и стоек 4, и совместно с древесиной сжатой зоны этих сечений воспринимают изгибающие моменты и продольные силы, возникающие в стыках под действием нагрузок.
Длины вклеенных штырей 8 принимаются достаточными для анкеровки их в древесину ригелей 3 и стоек 4. Поперечные силы, возникающие в стыках под действием нагрузок, воспринимаются вклеенными штырями 8, работающими на срез.
При загружении трехшарнирной сборной деревянной рамы из прямолинейных блоков полными расчетными нагрузками максимальные по абсолютной величине изгибающие моменты возникают в карнизных узлах и по ним определяют размеры поперечных сечений рамы сначала в карнизных узлах, а затем, следуя линейной зависимости, и в других поперечных сечениях рамы. При этом размеры поперечных сечений ригелей 3 и стоек 4 линейно уменьшаются от карнизного сечения к коньковому, а также к опорному сечениям. В случае расположения стыков карнизных вставок 6 в зонах «нулевых» точек на эпюре изгибающих моментов, размеры поперечных сечений ригелей 3 и стоек 4 будут определяться величинами изгибающих моментов, по величине меньшими по сравнению с карнизными изгибающими моментами, что приведет к уменьшению материалоемкости. В местах стыков карнизных вставок 6 с древесиной ригелей 3 и стоек 4 при вынесении их из зоны максимальных изгибающих моментов существенно снижаются усилия, действующие на вклеенные штыри 8, что, в ряде случаев, позволяет принимать их параметры минимально допустимыми и определять их размеры по конструктивным соображениям, что приводит к снижению материалоемкости конструкции, а также к снижению трудоемкости монтажа.
Использование предлагаемой полезной модели позволит снизить материалоемкость и трудоемкость монтажа трехшарнирной сборной деревянной рамы.