Кружально-сетчатые своды

С точки зрения истории развития деревянных конструкций определенный интерес для специалистов представляют кружально-сетчатые своды (КСС). Кружально-сетчатые своды - это пространственные системы, состоящие из отдельных, поставлен­ных на ребро стандартных элементов, называемых косяками. Косяки идут по двум вза­имно пересекающимся направлениям и образуют ломаные винтовые линии. Из таких же элементов могут выполняться и купольные покрытия.

В поперечном сечении кружально-сетчатые своды имеют круговое или правиль­ное многоугольное очертание. Верхняя грань косяков делается, соответственно, круго­вого, двускатного или многоугольного очертания. Распор сводов воспринимается за­тяжками (шаг затяжек назначается кратным шагу косяков) или непосредственно фун­даментами. Впервые сетчатые системы были предложены и применены В.Г. Шуховым для покрытии павильонов на художественно-промышленной выставке в Нижнем Нов­городе в 1896 г. Первый безметальный деревянный сетчатый свод был построен в 1932 г. в Москве по проекту архитектора С.И. Песельника. В г. Москве до настоящего вре­мени успешно эксплуатируются десятки зданий, в покрытии которых применены КСС.

Область применения КСС: легкие покрытия летних театров, ангары, выставочные павильоны, крытые рынки, складские помещения и т.п.

Достоинства кружально-сетчатых сводов: стандартность элементов (косяков), позволяющая организовать их индустриальное изготовление в заводских условиях; транспортабельность элементов; простота сборки и демонтажа; надежность КСС, обес­печиваемая прочностью многих элементов (влияние качества древесины отдельных элементов имеет меньшее значение, чем в плоскостных системах).

Недостатки: требуется высокая точность изготовления косяков (допуски ± 1 мм), необходимо устройство лесов и привлечение квалифицированных рабочих для сборки сводов.

В зависимости от конструкции косяков и их узловых соединений различают сво­ды: а) системы Песельника; б) системы Цолльбау. В сводах Песельника узловые со­единения косяков выполняются на шипах, в сводах Цолльбау - на болтах.

КСС из клеефанерных косяков с бесшарнирными узлами со специальными на­кладками (автор Б.А. Освенский) не получили распространения. В КСС любой системы имеются три типа узлов: основные узлы (средние); опорные у мауэрлатов и торцовые у фронтонов свода. Основные узлы конструируются из трех одинаковых косяков: одного сквозного и двух «набегающих», примыкающих к нему в середине длины.

Кружально-сетчатые своды Песельника проектируются как с прямоугольной сет­кой - для сводов небольших пролетов (до 12 м), так и с ромбической (косоугольной) сеткой - для сводов пролетом до 18 м . В прямоугольной сетке получается шесть типов косяков, а в косоугольной - семь типов косяков. На практике изготавли­вают один стандартный косяк в прямоугольной сетке и два (левый и правый) - в косо­угольной сетке, прирезая их к опорному брусу и торцовой арке по месту. Косяки при­мыкают к опорному брусу по центрам узлов с вырезкой в опорных брусьях специаль­ных гнезд и пришивкой концов косяков гвоздями. Вырезы в сетке покрытия делаются только после окончательной сборки и окаймляются обвязкой из брусьев.

Собранная конструкция свода покрывается сплошным настилом или обрешеткой, прибиваемыми к косякам гвоздями. Кровля выполняется из оцинкованной стали или рулонных материалов. Фонари устраивают без вырезов сетки, что является нормаль­ным решением верхнего света, характерным для сетчатых сводов.

Косяки свода выполняются из сплошных цельных досок с шипами на концах. В середине длины косяков выбирается сквозное отверстие.

Для обеспечения необходимой жесткости свода высота косяка в середине его длины должна быть не менее h_K >l/100. Следовательно, из цельных косяков можно смонтировать своды пролетом до 18 м, при использовании клеефанерных косяков (раз­работаны Г.Г. Карлсеном и Б.А. Освенским) пролет сводов может достигать 80 м.

Геометрические параметры цельных косяков должны быть следующими: толщина косяка Ь_к = 5...50 мм, длина косяка l_к=l3ft_K, h_K < 4,5b_K. Для обеспечения постоянства размеров всех косяков длина дуги свода S делится на четное число панелей одинаковой длины AS, а длина здания на равные части С - расстояние между узлами косяков - шаг косяков, который принимается 1.. .2 м.

В сводах системы Цолльбау (с ромбической решеткой) косяки в основных (сред­них) узлах соединяются между собой болтами, работающими на растяжение. При этом набегающие косяки примыкают к сквозному косяку в середине его длины с некоторым смещением а. Величина смещения а должна быть минимальной и выбирается так, что­бы отверстия болтов на концах косяков находились вне скошенной торцовой поверхно­сти последних. Обычно а=2b+30 мм. К основным размерам косяков сводов Цолльбау предъявляются те же требования, что и к косякам сводов системы Песельника. Косяки имеют на концах круглые отверстия по диаметру болтов плюс 4 мм (диаметр болтов 12... 16 мм), а по­средине косяка - овальное отверстие такого же диаметра. Длина овального отверстия lо должна обеспечивать свободную установку болта под нужным углом.

Концы косяков прямоугольной сетки свода имеют бо­лее простую форму, а потому проще в изготовлении.