Треугольная трехшарнирная арка с бабкой и подкосами

Схема 5

Для уменьшения прогиба с увеличением длины стропил их подпирают подкосами (рис. 61). В отличие от наслонных стропил низ подкосов упереть не во что, так как в здании нет внутренней несущей стены, поэтому их упирают в подвеску (бабку). Таким образом, прогибающиеся стропила давят на подкосы, те, врубленные в подвеску, растягивают ее, подвеска тянет вниз коньковый узел и верх стропил, стропила сжимают подкосы. От такого кругового движения внутренних напряжений получается довольно жесткая конструкция арки. Причем, по сути, трехшарнирная арка с бабкой и подкосами является обычной треугольной аркой, изображенной на первой схеме. Добавление в нее подвески и подстропильных ног не меняет величины сжимающих сил в стропильных ногах. Эти силы спускаются по стропилу от конька и в месте опоры на подкос раздваиваются на стропило и подкос. Те вектора сил, что пошли на подкос, спускаются по нему переходят в подвеску, растягивают ее и возвращаются обратно в стропильную ногу. Это замкнутый цикл, весь ромб, образованный верхом стропил, подкосами и бабкой, находится в напряженном состоянии, но в целом система стабильна и из нее не происходит «отсос» силовых векторов ниже по стропильной ноге, то есть система ведет себя так, как будто в ней нет этих элементов.

рис. 61. Треугольная трехшарнирная арка с бабкой и подкосами. Узлы крепления подкоса к стропилам и подвеске (бабке)

Так как длина стропильных ног в этой конструктивной схеме не маленькая, то и затяжка получается длинной, ее делают из двух элементов и стыкуют на середине косым или прямым прирубом, опирая на хомут, прикрепленный к бабке. От этого бабка подвергается еще большему растягивающему усилию и еще сильнее тянет вниз коньковый узел, а тот, в свою очередь, сжимает стропила и подкосы. Даже если затяжка будет сделана из одного цельнодеревянного элемента, она все равно должна быть присоединена к бабке хомутом или врубкой. Во-первых, это предотвратит провисание затяжки. Во-вторых, предотвратит выход низа бабки и подкосов из плоскости арки от случайных косоприложенных сил.

Расчет стропил на прочность и жесткость производят как для двух однопролетных балок, так как подкосы — податливые опоры.

Все рассмотренные схемы висячих стропильных систем, по сути, это одна треугольная арка, в которую вводятся дополнительные элементы: подкосы, бабки и ригели. Эти элементы увеличивают жесткость стропильных ног, уменьшая их прогиб, но в увеличении несущей способности они участвуют слабо. Если рассматривать конструкции висячих стропильных систем под действием равномерно распределенных нагрузок, то, казалось бы, меняются расчетные схемы, появляются неразрезные двухпролетные балки, способные нести большую нагрузку без прогиба. Но стоит только вспомнить, что снег на скатах лежит далеко не так, как нам хотелось бы, и расчетные схемы приходится менять: рассматривать стропила как простые однопролетные балки, опертые на подкосы или укрепленные ригелем, закрепленные на податливых опорах.

Висячие стропильные системы получаются всегда из более мощных брусьев, чем системы наслонных стропил. Предположим, что нужно перекрыть дом, в котором нет внутренней стены. Берем балку и кладем ее на противоположные стены. Расстояние между стенами большое, чтобы балка не прогибалась и несла на себе большую нагрузку, она должна быть мощной. Режем балку посредине и тянем вверх, чтобы стропила не разъехались связываем их по низу затяжкой. Получаем систему висячих стропил. А если бы была возможность подпереть конек стойкой? Тогда вместо балок уже можно использовать более тонкий пиломатериал, поскольку перекрываемый пролет уменьшается вдвое и исчезает необходимость в затяжке. По этой причине, в большинстве случаев, для изготовления висячих стропил используются брусья, а для наслонных — доски. И в том, и в другом варианте для уменьшения прогиба стропил используются подкосы. Но в наслонных системах стропил подкосы можно упереть в прочное основание и они являются дополнительными опорами, превращающими стропила в неразрезные двухпролетные балки, а в системах висячих стропил их упереть не во что и они «завязываются» на стропила, то есть жесткой дополнительной опоры увеличивающей несущую способность как не было, так и нет. Но в целом система становится безусловно жестче и прогибы между опорами уменьшаются. За счет уменьшения пролета между опорами стропила становятся способными нести большую нагрузку, но она будет меньше, чем это смогли бы сделать неразрезные стропила на трех жестких опорах.

⇐ Предыдущая891011121314151617Следующая ⇒

Поделиться: