|
Главная
›
Новости
Перекрытие большого пролетаОпубликовано: 03.09.2018  BC: Как посчитать балку на изгиб - дерево + сталь.Существо вопроса. Большие помещения, свободные от внутренних опор, были нужны всегда. В них укрывали от непогоды скот, они были нужны для собраний, религиозных празднеств, для торговли и учебных занятий, для устройства складов и тренировочных манежей. Примерно 200 лет назад большепролетные цехи потребовались промышленности, потом появились спортивные и выставочные залы, вокзалы. Всегда, во все времена проблема больших пролетов волновала мостостроителей: гораздо выгоднее одним махом перекрыть широкую и глубокую реку, чем сооружать в воде много сложных опор, оберегать их от паводков и ледоходов. Все чаще требует больших пролетов современная наука — масштабы некоторых исследований в биологии, физике, химии далеко вышли за пределы традиционных пробирок и письменных столов.
Перекрытие большого пролета — одна из древнейших проблем, заставлявшая строителей искать все новые и новые решения. Здесь, как и в любых других конструкциях, совершенствование шло по двум тесно связанным направлениям — поиск более эффективных материалов и изобретение новых конструктивных форм.
Большой пролет 4.4 м (расчет балок)
Суть проблемы — получить максимальную прочность конструкции на единицу ее веса, потому что чем больше пролет, тем больше становится собственный бесполезный вес конструкции, «съедающий» конструктивные возможности материала. При этом собственный вес конструкции растет гораздо быстрее, чем величина пролета, — пропорционально квадрату этой величины.
Армирование бетонного перекрытия
С древних времен известны три конструктивные схемы, каждая из которых наиболее полно использует какую-нибудь одну из способностей материала сопротивляться нагрузке. Балочные конструкции представляют собой сплошные цельные элементы, которые воспринимают изгибающие усилия таким образом, чтобы они «погасились» внутри самой конструкции. Подвесные системы рассчитаны на способность материала сопротивляться растяжению, передавая его опорным элементам. Сводчатые и арочные конструкции эффективны при материалах, хорошо работающих на сжатие; они последовательно передают полезную нагрузку и вес верхних элементов покрытия нижележащим.
Каждому типу конструкции обычно соответствует какой-либо определенный материал, иногда — определенные размеры пролетов.
Особенно заметно это было в древности, когда возможностей для поиска разнообразных решений у строителей было довольно мало. По существу, в их распоряжении было только дерево. Деревянными конструкциями из ливанского кедра перекрывались пролеты храмов Вавилона, Египта, Греции. Бревнами и брусьями из ели и сосны покрывались постройки Древней Руси.
С той поры дошло до нас старинное правило русских плотников — «вершок за аршин», т. е. каждый новый аршин (70 см) длины бруса в перекрытии тре-бовал увеличения на вершок (4,4 см) его толщины. Другими словами, величина поперечного сечения сплошной деревянной конструкции должна составлять у16 перекрываемого пролета.
Удивительна точность этого расчета. Современные нормы, требующие, чтобы высота балки была от Ую Д° У20 пролета, целиком укладываются в плотницкую «формулу», выработанную вековым опытом народных мастеров.
Гораздо сложнее обстояло дело с камнем. Попытки использовать естественный камень для большепролетных перекрытий многие столетия оканчивались неудачей, так как он очень плохо работает на изгиб, в несколько раз хуже, чем дерево. Каменная балка высотой 60—80 см, положенная на две опоры, обеспечивает перекрытие свободного пролета не более 2—2,5 м. Именно такие размеры имеют конструкции классических храмов Древней Греции, «на пределе» использовавших возможности материала в этой конструктивной системе.
Поэтому практически все большепролетные покрытия древности выполнялись в дереве. Да и размеры этих покрытий по сегодняшним масштабам были довольно скромными — 5—8 м. Для перекрытия более крупных пролетов нужны были другие конструктивные решения.
Похожие статьи
|
