Некоторые жилые, общественные, промышленные и сельские здания строятся с деревянными каркасными стенами К Деревянные каркасные здания состоят из крыши, поперечных рам и связей, обеспечивающих пространственную жесткость и неизменяемость сооружения.
Стены каркасных зданий включают основные стойки, на которые опираются несущие конструкции покрытия, и вспомогательные элементы, предназначенные для устройства обшивок и утепления или для установки щитов. Поперечные рамы каркасного здания могут состоять из стоек, закрепленных с помощью анкеров в каменных или бетонных фундаментах и шарнирно соединенных с жестким ригелем ® виде балки или фермы (рис. 168, а). В расчетах таких рамных систем жесткость EJ ригеля принимается равной бесконечности.
Поперечная жесткость здания может быть достигнута путем создания жестких узлов в местах соединения ригеля со стойками и с помощью введения подкосов при шарнирном соединении стоек рамы с фундаментом (рис. 168,б).
Для обеспечения поперечной жесткости каркасного здания могут быть использованы также рамные и арочные конструкции.
На рис. 168, в показана схема трехшарнирной поперечной рамы.
Необходимо отметить, что согласно Указаниям по проектированию деревянных конструкций временных зданий и сооружений (У-108-55), все такие здания должны проектироваться сборно -разборными с применением щитов и блоков. В высоких стенах, главным образом временных производственных зданий, для повышения прочности и устойчивости, стойки рам применяются составного сечения из двух или четырех брусьев с сопряжением на колодках и болтах, а в некоторых случаях - из досок на клею.
Большое значение приобретает здесь вопрос о создании таких транспортабельных сборных каркасов из плоских крупных блоков (холодных или утепленных), неизменяемость и устойчивость которых должны быть обеспечены самой их конструкцией. В этом случае должно быть уделено особое внимание конструкции сопряжений указанных блоков в швах между обвязками, которые осуществляются специальной конструкцией нащельников (см. § 8, раздел II, глава II).
Рис. 168. Схемы поперечных рам каркасного здания: а) при защемленных в опорах стойках; б, в) при шарнирном их опирании
Каркасное здание в делом представляет собой пространственную конструкцию, состоящую из связанных между собой плоских систем.
Для придания такому зданию неизменяемости и устойчивости в продольном направлении в крайних панелях продольных и торцовых стен между стойками ставятся крестовые или другого вида связи из досок, брусьев или стальных тяжей (рис. 169).
Для зданий большой протяженности такие связи повторяются через 20-25 м. Для той же цели ставятся связи и в плоскости крыши.
Наличие в конструкции крыши косого и рабочего «настилов, прочно прибитых к прогонам, прикрепленным к верхним поясам ферм или арок, обеспечивает неизменяемость и пространственную жесткость конструкции покрытия. В крышах при отсутствии защитного косого настила необходимо ставить связи, пришивая их снизу к прогонам. Одной обрешетки с прогонами в этом случае недостаточно.
Концы прогонов должны, быть прочно связаны с торцовыми стенами. Стыки прогонов по длине покрытия должны быть надежно скреплены накладками на болтах или гвоздях.
Схемы конструкции деревянных торцовых стен в каркасном здании могут быть выполнены в двух вариантах. В первом случае торцовая стена образуется вертикальными стойками, опирающимися внизу на фундаменты, а вверху-на торцовые фермы. Во втором случае торцовая стена поддерживается горизонтальными прогонами или фермами, опертыми на крайние стойки торцовой стены (рис. 169, г,д). Выбор варианта конструкции зависит от высоты и длины торцовой стены. Заполнение торцовых стен не отличается от заполнения продольных стен.
Для обеспечения устойчивости внутреннего пояса решетчатых стоек торцовых и продольных стен при- высоких торцовых стенах ставятся горизонтальные подкосы между внутренним поясом стойки и обвязкой (рис. 169,д) или горизонтальные в той же плоскости связи в виде ферм.
Рис. 169. Схема несущих конструктивных элементов деревянного здания каркасной системы: а) общий вид здания павильонного типа с указанием расположения связей продольных и торцовых стен и оконных проемов; б, в, г) схемы расположения ветровой фермы; действие ветровой нагрузки на торцовую стену через горизонтальную ветровую ферму на стойки каркаса продольных стен и их фундаменты. Расположение поперечных связей в плоскости стоек фермы для каждой пары ферм показаны на рис. 144
Ветровая нагрузка от торцовой стены передается на крышу, фундаменты и продольные стены. Поставленные в крайних панелях крыши и продольных стен связи позволяют передать ветровую нагрузку от торцовой стены на фундамент продольных стен.
Для арок и рам, в который внутренний пояс работает на сжатие, необходимо ставить поперечные связи; при этом в некоторых случаях, как сказано было выше, возможно ставить арки и рамы попарно (рис. 144). Поперечные связи в фермах, арках и рамах не следует ставить на всем протяжении здания, так как выход из строя связей одного пролета может привести к деформации всех остальных конструкций с последующим их повреждением.
При устройстве световых фонарей особое внимание необходимо уделить вопросу устойчивости сжатых элементов ферм, арок и рам в пределах фонаря, где отсутствует крыша.
Связи жесткости, расположенные в плоскости крыши, рассчитываются на 0,02 усилия, действующего в сжатом поясе фермы или арки. Гибкость каждого элемента связи с учетом составности, определяемая по формуле (60):
должна быть не более 200.
Усилия, действующие на поперечные связи, и гибкость элементов этих связей определяются на основании тех же указаний.
Реакции от ветровой нагрузки в шарнирных узлах поперечных рам каркасных зданий определяются в зависимости от вида рамы, числа стоек, способа их соединения с ригелем и фундаментом, а также от жесткости самих стоек. Деформациями ригеля при этом пренебрегают. Неизвестные величины находятся из условия равенства смещений всех верхних шарнирных узлов рамы (см. рис. 149,б).
Рис. 170. Расположение в плане прогона каркасной стены при составных стойках из брусьев: а) при закреплении прогона снаружи: б) при закреплении прогонл н промежутке между ветвями стойки; 1-прогон; 2-обшивка; горизонтальные бруски для опираиня прогонов; 4-составная стойка из 4 брусьев
Распределение усилий от ветровой нагрузки в раме с двумя стойками .показано на рис. 149,б.
Стены каркасного здания могут примыкать к наружной стороне стойки или проходить по оси ее. На рис. 170 показаны обвязка стены каркаса, конструкция составной стойки из четырех брусьев, прокладки между брусьями и наружная обшивка степ.
