Проектирование пролета в виде арки из балок

Типы пролетов

С понятием пролета чаще всего связаны промышленные здания, ведь они наиболее чувствительны к расстоянию между колоннами. По количеству пролетов здания делятся на однопролетные, двухпролетные и многопролетные. В процессе реконструкции количество пролетов может быть увеличено - могут быть созданы пристроенные пролеты, а также встроенные пролеты, которые нужны для замены морально и физически устаревших пролетов.

Если соединяются два существующих здания, то между ними появляется соединительный пролет.

Помимо того, выделяют следующие типы пролетов:

• свободные пролеты – те, которые не имеют искусственных сооружений;
• ограниченно доступные пролеты – отличаются тем, что имеют определенную стесненность, которая в свою очередь не ограничивает монтажный процесс;
• недоступные пролеты, то есть в которых невозможно организовать монтаж.

Главными характеристиками пролета будут являться высота, ширина и длина. В зависимости от них будет организована вся технологическая часть внутри пространства.

Когда многопролетные и большепролетные здания промышленных цехов теряют свое основное назначение и переоборудуются, встает закономерный вопрос, как эти огромные пространства могут использоваться целесообразно. Размещать в них стеллажи торговых точек кажется неудобным, они не приспособлены под это. Разбивать такое пространство на ячейки очень сложно, так как высота перегородок будет достигать 5–10 метров. Как правило, архитекторы при реконструкции стремятся сохранить такие залы практически без изменений, а внутри размещают галерею, экспозицию или арт-пространство.

Рисунок 1. Примеры различных арок, которые могут применяться в большепролетных зданиях. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Проектирование пролета в виде арки из балок

В 1932 году инженер Александр Деревягин разработал составную балку на податливых связях, которую назвали в его честь балкой Деревягина. Пролет такой балки не более шести с половиной метров. Конструкция, придуманная Деревягины, имеет значительные преимущества, в частности, в ней отсутствуют стяжные болты, ее можно изготавливать из окантованных бревен. Сборку выполняют на специальных станках.

Приведем порядок расчета пролета в виде арки из балок:

• анализируем исходные данные, к ним относятся пролет, снеговая и ветровая нагрузки, место строительства;
• выполняем расчет клеефанерной панели;
• выполняем расчет необходимого количества гвоздей;
• выполняем расчет трехшарнирной арки (выполняем статический расчет при сочетании постоянной и снеговой нагрузки, определяем усилия в сечениях арки);
• выполняем расчет ригеля из балок Деревягина, вначале определяем геометрические характеристики, выполняем расчет как сжато-изгибаемого элемента, рассчитываем необходимое количество нагелей;
• выполняем расчет конькового узла;
• выполняем проектирование опорного узла (расчет упорной пластины, опорной плиты, анкерных болтов);
• выполняем расчет металлической затяжки (подбор сечения, расчет сварного соединения, подвески);
• выполняем расчет клеефанерной стойки (определяем усилия, выполняем подбор сечения);
• выполняем расчет крепления стойки к фундаменту.

Расчет может выполняться как вручную, так и в программах автоматизированного проектирования. Все требования к расчету деревянных конструкций изложены в СП 64.13330.2017 «Деревянные конструкции», который является актуализированной редакцией действовавшего ранее СНиП II-25-80. Этот документ относится ко всем конструкциями из цельной и клееной древесины и применяется к общественным, жилым и промышленным зданиям.

Рисунок 2. Балка Деревягина, набранная на пластинчатых соединениях. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Деревянные конструкции (как и железобетонные, и металлические) проектируют с учетом особенностей производства, эксплуатации, перевозки и монтажа. Согласно своду правил для изготовления клееных деревянных конструкций применяют древесину хвойных пород, более прочную древесину лиственных пород используют для производства нагелей. Вся древесина, используемая в конструкциях, проходит жесткую сортировку, по критериям, представленным в своде правил.