Первые сетчатые своды выполнялись из гнутых уголков или полос. Геометрическая схема сетчатой конструкции свода получалась благодаря расположению стержней под углами а и 360 — а к направляющей свода. В сводах В. Г. Шухова
Своды могут опираться на стены, но чаще они опираются на фундаменты, образуя внутреннее пространство полуцилиндрической формы.
Как и все пространственные системы, сетчатые своды являются очень экономичными по расходу металла благодаря применению тонкостенных штампованных профилей.
Рис. 1 Геометрические характеристики свода 1 — пролет; I — длима; f — стрела подъема; g— образующая; h — направляющая; а — панель сеткн; в — шаг сетки
Легкие своды на болтовой сборке
Легкие своды на болтовой сборке могут быть сборно-разборными, что весьма важно для некоторых специальных зданий. Эти своды имеют большие возможности скоростной сборки. К недостаткам их надо отнести за труднительность использования при их монтаже обычных кранов, который приспособлены для подъема грузов более тяжелых, чем мелкие элементы пространственного сетчатого свода. Эффективность работы кранов можнй повысить, прибегая к сборке и монтажу свода крупными блоками.
Рис. 2. Схема и конструкция свода В. Г. Шухова
Первые сетчатые своды
Первые сетчатые своды выполнялись из гнутых уголков или полос. Геометрическая схема сетчатой конструкции свода получалась благодаря расположению стержней под углами а и 360 — а к направляющей свода. В сводах В. Г. Шухова (рис. 2), который первый предложил сетчатую схему, угол принимался равным 30 и 45°.
Своды В. Г. Шухова
Своды В. Г. Шухова не получили распространения из-за большой трудоемкости их изготовления и сравнительно малой поперечной жесткости, однако они имеют историческое значение как конструкции, проложившие путь сетчатым сводам.
Рис. 4. Схема и конструкция свода Н. Г. Клебанского
Более совершенной конструкцией следует считать сборно-разборный сетчатый свод из штампованных стержней (рис. 3). В сетку свода введены прогоны, проходящие через все узлы. Свод состоит из стандартных штампованных раскосов и поясов.
Рис. 3. Схема и конструкция сборно-разборного свода
Толщина свода 1/120 L
При a = 15° - 16° такие своды позволяют перекрывать пролеты до 60 м. Попытки перекрытия больших пролетов привели к созданию Н. Г. Клебанским сетчатого свода из прутковых ферм, исполняющих роль раскосов рис. 4. В сетке свода Н. Г. Клебанского а = 45°. Конструкция расколов представляет собою сварную ферму с параллельными поясами. Пояса свода выполняются из стержней углового профиля.
Особый вид кровли - кружально-сетчатый свод
Кружально-сетчатый свод является пространственной конструкцией из однообразных дощатых, поставленных на ребро элементов (косяков), идущих по двум пересекающимся направлениям.
Распространенный вид этого покрытия — циркульный или стрельчатый свод с дугой постоянно кривизны. Пролеты кружально-сетчатого свода достигают 50 м.
Для нашего сортамента лесных материалов предельный пролет — 25 м. Отношение стрелы подъема пролету свода принимается f/l > 1/7, а отношение высоты сечения к пролету h/l = 1/100, в стрельчатых кружально-сетчатых сводах
f/l >.1/3 , f1/l1 > 1/15
Характерные особенности кружально-сетчаэтого свода
- 1) стандартность элементов;
- 2) компактность элементов при перевозке;
- 3) простота и быстрота сборки;
- 4) значительная экономия лесного материала и небольшой собственный вес конструкций: один вагон косяков дает возможность осуществить от 600 до 1 500 м2 покрытия. Собственный вес кружально-сетчатого свода составляет 25 — 40 кг/м2;
- 5) разборность конструкции;
- 6) возможность легкой замены отдельных элементов покрытия}
- 7) максимальное использование габарита под покрытием;
- 8) отсут ствие ветровых связей;
- 9) простота устройства верхнего света; возможность осуществления сплошных световых полос.
Из сооружений с покрытиями этой системы, можно назвать следующие:
- 1) амбары, сараи, склады для сельскохозяйственных и промышленных товаров, пакгаузы;
- 2) производственные помещения;
- 3) манежи;
- 4) гаражи;
- 5) трамвайные парки (провода подвешиваются к затяжкам);
- 6) ангары;
- 7) спортивные залы;
- 8) выставочные павильоны;
- 9) читальные залы;
- 10) театры, кино и концертные залы;
- 11) мансарды жилых домов;
- 12) дачи
Узел сетки кружально-сетчатого свода
Узел сетки кружально-сетчатого свода состоит из трех косяков; один проходит, не прерываясь, через данный узел, а два других примыкают с некоторым смешением S к сквозному косяку примерно по середине его длины и соединяются болтами рис. 7. Величина смещения должна быть минимальной и выбирается так, чтобы отверстия для болтов на концах косяков находились вне скошенной торцовой поверхности последних.
Отверстия для болтов делают с небольшим запасом, благодаря чему болты воспринимают только растягивающие усилия.
Косяки под влиянием продольной сжимающей силы в них, несколько смещаясь, вызывают натяжение болтов, создающее необходимое для жесткости узла трение.
В каждом узле срединная плоскость сквозного косяка проходит через нормаль к поверхности свода в узловой точке, что обеспечитвает вместе с постоянством радиуса кривизны свода стандартность элементов.
Косяки, идущие в одном направлении, образуют винтовую линию.
При определении размеров и формы косяков образующая свода делится на равные отрезки Sм/2, а наружная дуга или ломаная линия — на равные части Sk. Следует предпочесть деление дуги на четное количество частей, так как при этом противоположные опорные узлы почти симметричны (небольшое смещение их вытекает из самой конструкции узла). Величина Sk колеблется в пределах 0,8 — 0,9 м (рис. 2).
Развернутая поверхность покрытия, таким образом, делится на равные прямоугольные клетки. Пересечения диагоналей прямоугольников фиксируют положение узловых точек сетки покрытия.
Вся сетка покрытия вместе с торцовыми арками состоит из шести типов косяков ( рис. 2).
Основные косяки, образующие средние узлы сетки, в зависимости от их направления разделяются на правые и левые, зеркально-похожие друг на друга и одинаковые по своим размерам ( рис. 4).
Кружально-сетчатые своды часто решаются без применения болтов. В этом случае примыкание косяков друг к другу решается посредством врубок (безметальные кружально-сетчатые своды системы инж. Песельника). Сведения об этих сводах можно найти в специальных курсах деревянных конструкций.
Опирается кружально-сетчатый свод на мауэрлат. Распор воспринимается обычно затяжками из круглой стали. Сборка свода производится без кружал, с применением легких передвижных лесов, расставленных через 2—6 м.