CC BY
14
о
КЪ ВОПРОСУ
смѣшанныхъ системахъ висячихъ стропилъ.
А. Д. Крячковъ.
Многіо изъ тѣхъ, кто занимался вопросомъ конструированія и построй-
ки деревянныхъ и смѣшанныхъ системъ висячихъ стропилъ, чувствовали недостатокъ въ необходимыхъ свѣдѣніяхъ по этому вопросу. Особенно ощутительно это сказывается при рѣшепіи вопросовъ практики: па какой системѣ остановиться, какъ ее раціональнѣе сконструировать, каковы должны быть детали и т. д., вотъ воиросы, требующіе ясныхъ отвѣтовъ, которыхъ не найти въ русской технической литературѣ. Излагаемыя въ русскихъ курсахъ архитектуры и строительнаго искусства свѣдѣнія но велики, а, главное, не даютъ обстоятельной критической оцѣнки системъ висячихъ стропилъ и ихъ отдѣльныхъ разновидностей; въ спеціальныхъ изданіяхъ и жур нальныхъ статьяхъ этотъ вопросъ также но разработанъ. Исполнительные чертежи большинства желѣзнодорожныхъ сооруженій обнаруживаютъ въ этой области поразительную консервативность русскихъ инженеровъ и архитекторовъ, Висячія стропила всѣми дорогами приняты только или деревянныя или желѣзныя, с м ѣ іи энныхъ конструкцій совсѣмъ не встрѣчается; при этомъ нерѣдко можно встрѣтить яркіе примѣры нецѣлесообразности и нераціональности конструкцій деревянныхъ висячихъ стропилъ: примѣненіе ихъ въ случаяхъ, когда есть полная возможность устроить простыя наслоннын стропила, или устройство грузныхъ стронилъ надъ малыми пролетами. Вообще же здѣсь наблюдается боязнь дерева—всѣ пролеты сверхъ 6 саж. перекрываются обязательно желѣзными стропилами. Счастливое исключеніе въ этомъ отношеніи составляютъ Сѣверныя желѣзныя дороги, и то лишь на участкѣ Петроградъ—Вятка: на этой линіи висячія стропила спроектированы безукоризненно, и нерѣдко встрѣчаются системы смѣшанныхъ стропилъ.
Далѣе особепно бросается въ глаза пристрастіе русскихъ строителей къ системѣ деревянныхъ стропилъ, такъ назыв., „Палладіо" въ первоначальномъ ея видѣ. Несмотря на всю нераціональность этой системы по сравненію съ другими,— статическую неопредѣлимость и слабость узловъ, вслѣдствіе тупыхъ угловъ соединеній въ нихъ,—она является до послѣдняго времени самой распространенной въ Россіи, начиная съ извѣстныхъ вися-. чихъ деревянныхъ стропилъ московскаго манежа, кончая современными перекрытіями желѣзно-дорожныхъ гражданскихъ сооруженій и длиннымъ рядомъ общественныхъ зданій въ городахъ. Другія конструкціи деревянныхъ и смѣшанныхъ стропилъ встрѣчаются рѣдко и тоже не отличаются раціональностью; сравненіе ихъ съ богатствомъ пріемовъ заграничнаго строительства особенно ярко оттѣняетъ отсталость россійскихъ строителей въ этой области
Что касается причинъ этого печальнаго явленія, то едва-ли будетъ ошибкой, если значительную долю вины въ этой отсталости русскихъ инженеровъ отнести на счетъ спеціальныхъ высшихъ школъ. Руководители предметовъ этой спеціальности слишкомъ равнодушны къ прогрессу техники въ своей области, слишкомъ склонны повторять старое, отъ котораго жизнь уііііа далеко впередъ. ' j - '
Перечерчиваніе и проектированіе студентами висячихъ стропилъ до сихъ поръ начинается съ итальянский системы деревянныхъ стропилъ „Палладіо". Почему именно съ нея'—это является непонятнымъ. Всякому осмысленно работающему конструктору, всякому инженеру ясно, что эта система, какъ геометрически измѣняемая, не допускаетъ несимметричной нагрузки, а въ стропилахъ приходится имѣть дѣло главнымъ образомъ съ этими нагрузками-—давленія на крышу вѣтра и снѣга. Послѣ разработки теоріи стержневыхъ сочлененій (расчета строиилъ), послѣ того, какъ быио такъ ясно и убѣдительно сказано, что „первымъ нагляднымъ признакомъ непригодности какой пибудь фермы какъ жесткаго тѣла можетъ служитъ удобоподвижностъ какой либо ея части“ ’), слѣдовало-бы рѣжѳ примѣнять эту геометрически измѣняемую систему, отдавая предпочтеніе болѣе раціональнымъ, выработаннымъ современной техникой системамъ.
Почти въ такой-же стеиени относится къ этой системѣ и второй не менѣе очевидный признакъ непригодности фермы, указываемый проф. Ясинскимъ—это существованіе въ фермѣ „такихъ узловъ, въ которыхъ сходятся только два стержня, лежащіе па одной прямой“ 2).
Въ фермахъ системы „Палладіо" элементы а — Ь и Ъ — с, черт. 1, при незначительныхъ уклонахъ крышъ сходятся подъ очень тупымъ угломъ, т. е.
составляютъ линію, близкую къ прямой. Это соединеніе крайне невыгодно отзывается на работѣ фермы. Наиболѣе слабое мѣсто въ конструктивномъ отношеніи составляютъ сложныя соединенія (врубки) бабокъ ласточкинымъ хвостомъ въ тупомъ углѣ. Какъ-бы ихъ тщательно ни выполняли,—всегда будутъ мелкіе недостатки, которые на шести врубкахъ фермы дадутъ уже значительную деформацію ея. Далѣе усушка, усадка въ четырехъ мѣстахъ перпендикулярно волоконъ, не говоря уже о случайныхъ коробленіяхъ и трещинахъ, дадутъ болѣе значительныя измѣненія фермы, главнымъ образомъ, въ видѣ провѣса затяжки, который, при распространен' помъ пріемѣ неподвижнаго соединевія желѣзными хомутами бабки съ затяжкой, ничѣмъ не можетъ быть возстановленъ. Устройство же цѣлесообразнаго приспособленія для подтягиванія затяжки при помощи хомута съ двумя винтами является уже довольно сложнымъ сооруженіемъ. Если же къ этой стропильной фермѣ присоединитъ потолочную конструкцію, подвѣ- *)
*) Прэф. Ф. Ясинскій. Устойчивость «формаціи и статика сооруж“ній. С П.Б. 1902, сто 90.1
Ibid. стр. 90.
шенвую къ ней,—этотъ чаще всего встрѣчающійся въ практикѣ гражданскаго «троительства пріемъ,—то' ^рл^бости ( системы обнаружатся особенно ясно.
Геніальный зодчій Виченцц—Андреа Цалладіо, сконструировавъ прототипъ этой фермы 480 лѣуъ тому назадъ,'' сдѣлалъ безспорно большой шагъ впередъ въ современной ему техникѣ перекрытія большихъ залъ. Для того времени господства дерева и полнаго отсутствія желѣза въ строительствѣ это было блестящимъ рѣшеніемъ важнаго' вопроса. Допустимо, пожалуй, было это и для'времени постройки (1816 г.) извѣстныхъ висячихъ стропиль московскаго манежа пролетомъ почти 22 саж., съ ихъ семью бабками, •принимая во Вниманіе* раціональное введеніе въ нихъ раскосовъ, приводящихъ эту систему въ геометрически неизмѣняемую. Но для нашего времени, когда изслѣдованіе сопротивленія матеріаловъ показало, сколь веічика усадка (сжатіе) параллельно у волокнамъ ‘такихъ породъ лѣса, какъ сосна 3), съ ■одной стороны, и ’доступности желѣза и простѣйшихъ подѣлокъ изъ него повсемѣстно, съ другой,—повтореніе конструкціи Палладіо и примѣненіе дере-юянныхъ стропилъ вообще является по меньшей мѣрѣ отсталостью въ техникѣ.*
Если обратиться къ другимъ системамъ деревянныхъ висячихъ стропилъ, то увидимъ, что всѣ конструктивные недостатки фермы Палладіо относятся
41 КЪ ПИМЪі
Они сводятся къ слѣдующему:
1, разстройство фермъ при усушкѣ лѣса,
2, разстройство фермъ отъ усадки частей, работающихъ на сжатіе,
3, ненадежность соединеній,
4, невозможность дать прочные, неизмѣняемые узлы вслѣдствіе грубости матеріала.
Эти крупные недостатки заставили западне-европейскихъ и американскихъ строителей перейти къ стропиламъ желѣзнымъ и желѣзо-бетоннымъ. Послѣднія стали примѣняться недавно, но заслуживаютъ большого вниманія. •Особый интересъ они представляютъ для тѣхъ случаевъ, о которыхъ мы говоримъ здѣсь, т. ѳ. для комбинированія стропилъ вмѣстѣ съ потолочнымъ перекрытіемъ большихъ залъ въ гражданскихъ сооруженіяхъ.
Ихъ преимущество въ этомъ отношеніи передъ желѣзными заключается въ цѣлесообразномъ и простомъ соединеніи потолка со стропилами. Нижніе элементы стропильныхъ фермъ, объединенные между собою легкой желѣзо-бетонной плитой, составляютъ огнестойкое потолочное перекрытіе зала. Въ виду ихъ безукоризненныхъ качествъ—полной огнестойкости, неизмѣняемости формы, прочности, долговѣчности—все будущее за ними. Но теперь онѣ по своей цѣнѣ доступны только Западу, для такихъ-же мѣстъ, какъ •Сибирь, онѣ примѣняются только какъ рѣдкое исключеніе.
На ряду съ желѣзными стропилами техника Запада совершенствовала 'конструкціи деревянныхъ висячихъ стропилъ, положивъ въ основу тѣ-же
3) По послѣднимъ изслѣдованіямъ Механической Лабораторіи Томскаго Технологи ческаго Института усадка сосны къ началу разрушенія доходитъ дэ 26,о°/о при сухомъ лѣсѣ (влажность 8—10°/о)
В. Мрамор новъ „Нѣкоторыя данныя относительно прочности дерева сибирскихъ породъ*. Журналъ Об-ва Сибирскихъ ІІвженѳровъ, 1915 г., № 1,стр. 19, табл. III.
начала, что и для желѣзныхъ фермъ. Считая самыми слабыми мѣстами деревянныхъ висячихъ конструкцій узлы элементовъ, работающихъ ва растяженіе, и невозможность регулировать осадку стропилъ отъ разстройства узловъ, былъ созіанъ цѣлый рядъ остроумныхъ конструкцій, въ которыхъ нѣкоторыя деревянныя части были замѣнены желѣзными или чугунными.
Раціональное комбинированіе этихъ двухъ матеріаловъ, основанное па принципѣ примѣненія для всѣхъ элементовъ системы, подверженныхъ растягивающимъ усиліямъ или имѣющихъ сложныя соединенія, желѣза, а "подверженныхъ сжатію—д ѳ р е в а, дало возможность строить дешевыя, легкія и красивыя перекрытія.
Принимая во вниманіе легкость постройки прочныхъ узловъ фермы изъ желѣза или чугуна, возможность регулировать провѣсъ и усушку лѣса при помощи болтовыхъ желѣзныхъ соединеній, а также незначительную усушку лѣса параллельно волокнамъ, эти стропила являются столь-жѳ прочными » неизмѣняемыми, какъ и желѣзныя.
Эти, такъ называемыя, смѣшанныя дерево-желѣзныя стропила, представляя собою раціональныя, стоящія на высотѣ современной техника конструкціи, явились логическимъ развитіемъ устарѣвшихъ деревянныхъ висячихъ системъ. И если на Западѣ, при легкой доступности желѣзныхъ перекрытій, они пользуются большимъ распространеніемъ и съ успѣхомъ конкурируютъ съ желѣзными стропилами, то для Россіи, и въ частности для Сибири, богатой лѣсами и бѣдпой путями сообщенія, при отдаленности ея отъ промышленныхъ центровъ, эти конструкціи представляютъ особый интересъ. Желѣзныя стропила являются рѣдкой роскошью для сибирскихъ городовъ, расположенныхъ по желѣзнымъ дорогамъ и воднымъ путямъ, по которымъ только и возможна ихъ доставка, для мѣстъ-же, лежащихъ въ сторонѣ, они совсѣмъ недоступны, а между тѣмъ потребности растутъ быстро: постройка большихъ залъ—учебныхъ, публичныхъ и т. п., мастерскихъ, заводовъ съ каждымъ годомъ усиливается. Вотъ почему работающіе въ Сибири инженеры обязаны отнестись къ смѣшаннымъ системамъ перекрытій съ тѣмъ вниманіемъ, котораго онѣ заслуживаютъ, и которымъ пользуются на Заиадѣ.
Въ русской технической литературѣ, какъ сказано выше, кромѣ общихъ и не всегда удовлетворительныхъ указаній по этому вопросу, почти ничего нѣтъ.
У В. Г. Залѣсекаго въ солидномъ трудѣ его „Курсъ архитектуры" отведено нѣсколько страницъ этому вопросу и даны ясные чертежи. Но, къ сожалѣнію, показанныя въ таблицахъ конструкціи по обилію сложныхъ чугунныхъ деталей на соединеніяхъ, въ видѣ коробокъ, башмаковъ и т. и. могутъ скорѣе запугать инженера, желающаго воспользоваться этими конструкціями, чѣмъ поощрить изысканія въ этомъ направленіи, ибо сложныя чугунныя отливки часто бываетъ труднѣе получить, чѣмъ всю желѣзную ферму. Къ тому-же отсутствіе примѣровъ наиболѣе интересныхъ случаевъ конструированія этихъ системъ, въ связи съ конструкціей потолковъ верхнихъ этажей . перекрываемыхъ помѣщеній, дѣлаетъ малоцѣнными приводимыя указанія. "”5
Французская а нѣмецкая литература по этому вопросу располагаютъ прекраснымъ матеріаломъ. Въ капитальномъ изданіи Breymann’a, выходившемъ шесть разъ, этому отдѣлу посвящена глава въ 150 страницъ. Въ спеціальныхъ журналахъ можно найти цѣлый рядъ,описаній отдѣльныхъ случаевъ, справочники тоже даютъ обильный матеріалъ по этому вопросу.
Въ гражданскихъ сооруженіяхъ наиболѣе часто встрѣчающимися и сложными конструкціями являются перекрытія большихъ залъ висячими конструкціями стропилъ, объединенныхъ съ потолочными перекрытіями, такъ сказать, подвѣшенными къ стропильнымъ фермамъ. Здѣсь необходимо не только прочное стропильное перекрытіе, но, самое важное, неизмѣняемая конструкція висячаго потолка, т. е. затяжекъ фермы; а такъ какъ самымъ обычнымъ явленіемъ въ висячихъ стропилахъ бываетъ провѣсъ затяжекъ, то съ нимъ и ириходится главнымъ образомъ считаться.
Указанія нѣкоторыхъ авторовъ 4) на то обстоятельство, что потолки страдаютъ отъ перемѣнной нагрузки вѣтра и снѣга на стропила, соединенныя съ балками, за мою свыше десятилѣтнюю практику5) не подтвердились. Во всѣхъ устроенныхъ мною системахъ висячихъ стропилъ, соединенныхъ съ потолочными конструкціями, въ штукатуркѣ потолковъ трещинъ отъ этей причины не появлялось.
Другимъ видомъ часто встрѣчающагося въ практикѣ перекрытія является такъ назыв. теплая крыша, устраиваемая по открытымъ висячимъ стропиламъ; эта конструкція примѣняется для фабрично-заводскихъ зданій. Самой раціональной системой въ этихъ случаяхъ является система П о-л о н с о. По внѣшнему виду она является наиболѣе легкой и изящной, не загромождающей помѣщенія, а по простотѣ своей наиболѣе легкой для выполненія.
Три примѣра этого рода конструкцій, исполненныхъ мною, я и хочу привести.
Здѣсь висячія стропила выполнены безъ сложныхъ деталей,—всѣ обычно рекомендуемыя чугунныя части замѣнены простыми желѣзными соединеніями.
Для перваго и второго перекрытія—залъ городскихъ училищъ въ г. Ново-Николаевскѣ, черт. 8, и залъ центральнаго городского корпуса въ Омскѣ, черт. 14,—принята была американская смѣшанная система стропильныхъ фермъ; для третьяго — литейная при мастерскихъ Омскаго механикотехническаго училища, черт. 15—17, французская смѣшанная система ГІолонсо.
При выборѣ той или другой системы дерево-желѣзныхъ стропилъ мы руководствовались слѣдующими соображеніями:
Изъ многочисленныхъ смѣшанныхъ системъ дерево-желѣзныхъ стропилъ, имѣющихъ примѣненіе за границей, наиболѣе раціональными и употребительными являются слѣдующія четыре:
*
*) В. Залѣсскій, проф. Архитектура. Москва 190* * г. стр. 413.
Перекрытія залъ: Ново-Николаевскаго Общественнаго Собранія—пролетъ 6,00 с аж., Ново-Николаевскаго реальнаго училища—пролетъ 5,00 саж., Н.-Николаевскаго городского училища—пролетъ 5,70 саж., Омскаго механико-техническаго училища—5,60 саж , Омскаго городского корпуса—7,20 саж., Томскаго средняго политехникума—8,00 саж.
1, американская, черт. 2;
2, французская растяжная „Полонсо", черт. 3;
3, кружальная,—а, но системѣ Эми, образецъ ея данъ на черт. 4;
—6, по системѣ де-Лормъ, примѣръ ея данъ на черт. 5 и 6, и
4, нѣмецкая, черт. 7.
Всѣ другія системы являются болѣе или менѣе удачной рззновидносшо послѣдней нѣмецкой системы.
Какъ эти послѣднія, такъ и кружальныя системы примѣнялись до сихъ поръ главнымъ образомъ для временныхъ помѣщеній, какъ выставочныя зданія, или построекъ открытаго типа—лѣтніе курзалы, вокзалы, иерекрытія ипподромныхъ трибунъ, церковныхъ купольныхъ крышъ и т. п. сооруженій, въ которыхъ деформаціи въ извѣстныхъ предѣлахъ неопасны и мало замѣтны.
Изъ приведенныхъ чертежей—черт. 4 представляетъ перекрытіе зала празднествъ и гимнастики въ Дармштадтѣ. Примѣненіе этихъ конструкцій для тѣхъ зданій, гдѣ требуется большая прочность и постоянство размѣровъ конструкцій, нельзя признать раціональнымъ.
Причина этого ясна,—она лежитъ въ томъ, что эти системы стропильныхъ фермъ, состоящія изъ множества мелкихъ деревянныхъ частей, подвергаются со временемъ значительнымъ измѣненіямъ при усушкѣ, коробленіи, а также вслѣдствіе значительнаго давленія, испытываемаго деревомъ
въ фермахъ. Слѣдовательно, ихъ нельзя считать пригодными для постоянныхъ, отапливаемыхъ построекъ. Вообще слѣдуетъ принять за правило, при
конструированіи смѣшанныхъ и деревянныхъ стропилъ, предпочитать системы съ меньшимъ количествомъ отдѣльныхъ элементовъ и соединеній—это гарантируетъ меньшія деформаціи фермъ впослѣдствіи.
Изъ остальвыхъ перечисленныхъ выше системъ, единственной пригодной для перекрытія зала въ верхнемъ этажѣ, т. е. для случаяустройства стропилъ въ связи съ горизонтальнымъ потолочнымъ перекрытіемъ въ жиломъ помѣ-
щеніи является американская система, въ которой затяжкой съ успѣхомъ можетъ служить деревянная потолочная цѣлая или составная балка.
Теперь перейдемъ къ исполненнымъ авторомъ перекрытіямъ.
Перекрытіе зала городскихъ училищъ въ г. Ново-Николаевскѣ показано на черт. 8.
Конструкція стропилъ и потолочнаго перекрытія выполнена, какъ показано на чертежѣ^ разстояніе между фермами 2 метра, перекрываемый про-
лотъ въ свѣту 12 м. Коиструкція потолка—обычно устраиваемая надъ жилымъ помѣщеніемъ: балки 20X25 см. обтесаны на четыре канта, расположены черезъ 2 м. ось отъ оси, между ними доски толщиной 9 см. на ребро; на нихъ простильный потолокъ изъ 6,5 см. досокъ. На простильномъ потолкѣ лежитъ слой смазки изъ глины и рубленой соломы толщиной 10 см. Подъ балками подшивка и штукатурка потолка по войлоку.
При конструированіи фермъ вниманіе было обращено главнымъ образомъ на простоту желѣзныхъ частей и возможность выполнить ихъ въ обыкновенной кузницѣ. Всѣ башмаки и другія чугунныя части замѣневы простыми желѣзными хомутами, болтами и прочими поковками.
Такимъ образомъ въ фермѣ приняты—затяжка, стропильныя ноги и подкосы—деревянныя; струны—вмѣсто деревянныхъ бабокъ—изъ круглаго желѣза; всѣ соединенія въ углахъ, какъ хомуты, накладки и т. п., изъ полосового желѣза.
Въ виду того, что фермы поддерживаютъ, кромѣ крыши, еще потолокъ,— оштукатуренный и съ лѣпными работами—нельзя было допускать никакого прогиба затяжки, а такъ какъ онъ при усушкѣ дерева долженъ былъ получиться, то и явилась необходимость для регулированія провѣса дать винтовыя стяжки на струнахъ.
Расчетъ частей стропилъ.
При расчетѣ стропилъ принято, что весь распоръ воспринимается затяжкой ААи черт. 9, стр. 10, и что поэтому опорная реакція вертикальна.
Расчетный пролетъ стропилъ ААХ = 12,5 м.,
расчетная длина стропильной ноги АС — 6,т м , части АВ — Зло м., ВТ) 3,зо м., длина затяжки ])С = 3,зо м ;
уголъ наклона стропильной ноги къ горизонту:
а — 28°; csol 0,88; smx — 0,47.
Разстояніе между стропильными фермами..............2 м.
Постоянная нагрузка-
Нагрузка на 1 кв./м. кровли принимается:
кровли изъ желѣза..................49 кгр.
обрѣшетинъ................... 41 кгр.
90 кгр.,
что составитъ на 1 кв. м. проекціи кровли:
90 90
- == —г— == 102 кгр., а вмѣстѣ съ собственнымъ вѣсомъ стропильной
U,88
фермы даетъ около 150—160 кгр. на 1 м.2 горизонтальной проекціи кровли.
*-Зб —>1
Черт. 9 12.
к It ^
Временная нагрузка.
Нагрузка отъ снѣга и вѣтра принимается наибольшая изъ трехъ величинъ
1, давленія снѣга на 1 м.2 горизонтальной проекціи крыши
Q — 100 кгр.;
отсюда давленіе на 1 м.2 поверхности крыши
q0 = lOOcssc кгр.;
а давленіе на 1 м.2, нормальное къ скату крыши:
q = 100 cos-х = 100 X (0,ss)2 = 77,44 кгр.;
2, давлевія вѣтра на 1 м.2 плоскости, перпендикулярной къ его направленію, считая, что направленіе вѣтра составляетъ уголъ въ 10° къ горизонту; примемъ
11 — ISO кгр./м.2;
тогда давленіе вѣтра на 1 м.2, нормальное къ скату крыши: г = 180 sw2(a+10°) = 180 т*38° = 180, X (0,бз)2 = 71,44 кгр.;
3, давленія, нормальнаго къ скату крыши, на 1 м.2 поверхности крыши при совмѣстномъ дѣйствіи снѣга и вѣтра:
и
3 2
Р\ -- , ) '* 4. 7 / ,44 —(—"/з. t 1,41 - 10о кгр.
■* О
Принимаемъ невыгоднѣйшую, нормальную къ скату крыши нагрузку, которая оказывается при случаѣ третьемъ, т. е. 105 кгр. на 1 м.2, что составляетъ на 1 м.2 горизонтальной проекціи крыши:
105 105 0
- -о—- = ~гл—=■-“ 136,0 кгр./м,-cs'oi (0,88)-
Лолная нагрузка,
Вѣсъ кровли и фермы на 1 м.2 проекціи кровли . .160 кгр. вѣсъ снѣга и вѣтра......................................137 кгр.
всего 297 кгр.
Кромѣ того, къ затяжкѣ стропильпыхъ фермъ прикрѣпленъ непосредственно потолокъ, состоящій изъ балокъ, чернаго простильнаго потолка, смазки изъ глины и соломы слоемъ въ 10 см., подшивки и штукатурки по войлоку; все это даетъ нагрузку въ 70 пуд.,кв. саж. =~177,< кгр/м.2 й).
Такъ какъ разстояніе между осями стропильныхъ ногъ равно 2 м., то стропильная ферма по ногѣ АС будетъ нагружена вертикальной равномѣрной нагрузкой
12,50 X 2 X 2 9 6 --------2--------- ----- 3/00 кгр.
По затяжкѣ ферма нагружена грузомъ
177,7 X 12 X 2 = 4264,8 кгр.
Въ точку В передается вертикальный грузъ
3700 (3,7о + 3,8о)
jj = х — 1932 кгр.
6,70 2
Въ точку (' передается вертикальный грузъ
„ 3700 X 3,зо
Р> =- й - = оо 1823 кгр.
6,70
Въ точку А передается вертикальный грузъ
Т1 3700 X 3,70
Рз = —-— — ■= 1022 кгр.
6,70 X 2
Опредѣленіе усилій въ частяхъ <[><
Усиліе, сжимающее ногу,
1\ т (90°—а) 1932 an 62° 1932 X 0,88
Si= ------— =--------------С£?0— — ——т;----------= 2050 кгр,
sn 2а sn 56°
Усиліе, сжимающее подкосъ,
Sxl = 6\ -
0,83
2050 кгр.
6) Гр, Н. И. де Рошефоръ. Иллюстр. Урочное Положеніе, стр. 170.
По обоимъ подкосамъ сжимающія усилія передаются въ струну и даютъ равнодѣйствующее вытягивающее усиліе по струнѣ
И == 1932 игр.
Итого въ точку С всего передается:
4264
1823 + --.5- + 1932 = 5887 кгр.'
Усиліе это разлагается по ногамъ, при чемъ на каждую ногу приходится: 5887 sn 62° 5887 X O.ss
- sn 56" ~ 0,83 “ 6241,74 00 6242 кгр.
Усиліе, сжимающее нижнюю часть стропильной ноги АВ,
1\ --^Т ,+ ^ = 6242+2050 = 8292 кгр.
Растягивающее усиліе къ струнѣ со стяжкой:
4264
7\
Т= -
+ 1932 = 4064 кгр.
Растягивающее усиліе Т въ затяжкѣ опредѣляется изъ условія равновѣсія силъ—сумма моментовъ всѣхъ силъ 1\, Ря и Т относительно точки С равна нулю: -т
~М = Рх х 6,25—1\ х 3,12 — Т х 3,30 = О, гдѣ Рх опорное сопротивленіе, равное
4264
3700 + -17- = со 5832 кгр.,
Ря—равнодѣйствующая вертикальной нагрузки по ногѣ А С, равная 3700 кгр.,
тогда Т —
5834 X 6,25 — 3700 X 3,і» 3,зо
= 7549 кгр.
Величина для Т получилась положительная, это указываетъ, что усиліе въ затяжкѣ растягивающее.
Опредѣленіе размѣровъ чашей фермы:
Часть А В стропильной ноги:
равномѣрно распредѣленная нагрузка:
2Р3 = 1022 X 2 — 2044 кгр.;
составляющая, нормальная къ ногѣ,
Р 2044 X сзя = 2044 X 0,88 ^ 1799 кгр.;
сжимающее усиліе Т, -- 8292.
Рі ' 1799 X 870 пп ,
Л/= —— — ----------------- = 83204 кгр. см.;
о о
моментъ сопротивленія сѣченія ноги, черт. 11,
23 X 272
W=—r.--------- = 2430 см.3;
ь
отсюда получаемъ полное напряженіе
Л Т, 83204 8292 _ ,
к + ... — о А on, + one' 55.2 КГр./СМ.',
W ' «> 2430
что менѣе допускаемаго 60 кгр./см.2
Часть B(J стропильной ноги; сѣченіе то же—20X27 см. Повѣрять его не требуется, такъ какъ усилія, дѣйствующія въ части //6', меньше, чѣмъ А В.
Равномѣрно распредѣленная нагрузка составляетъ 18,гз кгр.
Сжимающее усиліе:
7t = 6242 кгр.
Подкосъ испытываетъ сжимающее усиліе:
S\ = 2050 кгр.
Сѣченіе подкоса принято въ 18X20 см. Напряженіе матеріала будетъ
2и50
к = ~збо~ = 5,7 кгр/см'"-
большое сѣчегіе взято для удобства сопряженій.
Струна желѣзная испытываетъ растягивающее усиліе, равное 4064 кгр.
Сѣченіе струны принято круглое, діаметромъ въ 2,5 см., напряженіе матеріала будетъ
4064 X 4
к = ;н4 х 2,5" = 828,12 КГР-/СМ-'»
что менѣе допускаемаго 1000 кгр./см.2 #
Затяжка испытываетъ растягивающее усиліе 7 = 7549 кгр. и, кромѣ того, изгибающій моментъ отъ равномѣрной нагрузки въ 177,то кгр./м2. Такъ какъ затяжка поддержана по серединѣ, то изгибать затяжку будетъ
сила
Г
1 2.50 X 2 X 177,70 ----------0----------=2221 кгр.
Изгибающій моментъ
2221 X 600
М —-----------------= 1665,о кгр. см.
»
Затяжка состоитъ изъ бруса сѣченіемъ 20X25 = 500 см.2 Моментъ сопротивленія
20 X 252
TF
6
4166 см.'
Напряженіе матеріала въ затяжкѣ будетъ:
М Т 166560 7549
к
И
- +
(О
4166 500
55,:о кгр./см.2,
что менѣе допускаемыхъ 100 кгр./см.
Далѣе на черт. 14 представленъ видъ висячихъ строиилъ смѣшанной конструкціи „американской“ системы надъ большимъ заломъ Омскаго торговаго корпуса пролетомъ 15 м. Конструкція ихъ близка къ описанной выше, черт. 8Ѵ размѣры частей ея показаны на чертежѣ. ....
Особенностью въ этихъ фермахъ является расположеніе стропильныхъ ногъ независимое отъ фермъ. Фермы поставлены на разстояніи 3.5 метр, другъ отъ друга, между ними уложено по одной промежуточной балкѣ, подвѣшен-
ной болтомъ къ среднему нижнему прогону; на фермы уложены прогоны два боковыхъ и средній верхній, Служащіе опорами для стропильныхъ ногъ. Послѣднія уложены въ разстояніи 1,75 метр, другъ отъ друга.
*Въ заключеніе укажемъ перекрытіе литейной при мастерскихъ Омскаго механико-техническаго училища, черт. 15-—17.
Конструкція перекрытія принята, какъ было сказано выше, фермами Полонсо; по стропиламъ устроена теплая крыша.
Фермы поставлены въ разстояніи 1.80 м. ось отъ оси. Стропильныя ноги изъ сосновыхъ брусковъ 20X24 см. опираются на деревянные мау-
эрлаты. Всѣ остальныя части фермъ, работающія на растяженіе, выполнены изъ полосового желѣза 5,5X 1,5 см.; нижніе концы полосъ, обдѣланные въ круглую болтовую форму, пропущены сквозь просверленные нижніе концы стропильныхъ ногъ и кончаются винтовой нарѣзкой; гайка на ней прк помощи шайбы изъ полосового желѣза, длиною отвѣчающей толщинѣ бруса 5,5X15 см., передаетъ давленіе на большую площадь торца стропильной ноги, чѣмъ предупреждено смятіе дерева. Верхніе концы полосъ охватываютъ хомутами слегка зарубленные верхніе концы стропильныхъ ногъ, какъ это показано въ нланѣ. Соединеніе полосъ между собою сдѣлано при помощи заклепокъ. При этомъ слѣдуетъ указать на особенную простоту и легкость этихъ соединеній въ фермахъ Полонсо. Такъ какъ полосы а-Ь-с и с-(1-е цѣлыя, слѣдовательно, остается только къ нимъ приклепать горизонтальную затяжку b —(1, т. е. поставить 6—8 заклепокъ. Регулированіе деформацій отъ усушки и т. и., которая въ нашемъ случаѣ, благодаря малому числу соединеній, ничтожна, возможно при помощи винтовъ на концахъ желѣзныхъ полосъ. Стойки въ фермѣ, работающія на сжатіе, выполнены изъ старыхъ желѣзныхъ 21 /аг/ трубъ. Трубы врѣзаны на 2,5 см. въ стропильную ногу четырехугольнымъ гнѣздомъ, въ которомъ подложена въ предупрежденіе смятія подкладка изъ котельнаго желѣза толщиной С'* дюйма—О,в см. Другой конецъ стойки опирается на полосу затяжекъ, къ которымъ приклепаны общими заклепками родъ простыхъ ребордъ для образованія гнѣзда. Простота, быстрота сборки и дешевизна этого перекрытія очевидны.
Въ заключеніи пожелаемъ отечественнымъ строителямъ перейти возможно скорѣе отъ устарѣвшихъ деревянныхъ конструкцій висячихъ стропилъ къ современнымъ стропиламъ. Пусть сибирскіе инженеры въ этой области идутъ впереди и скажутъ новое слово.
Томскъ. Пар. тип. И. К. Орловой.
