Кружально-сетчатые своды образуются из стандартных элементов (косяков), расположенных на цилиндрической поверхности покрытия по винтовым линиям в двух взаимно пересекающихся направлениях. В полученной сетчатой конструкции пересечение элементов между собой может происходить под прямым или острым углом (30...50°). В первом случае мы получим прямоугольную сетку, во втором — ромбическую.
Нижние элементы свода опираются на мауэрлаты, расположенные по продольным стенам здания, по колоннам или по фундаментам. В первом случае распор свода воспринимается затяжками из круглой стали, расположенными через 1.5...3 м; во втором — распор свода передается на фундаменты. При торцовых или других поперечных стенах свод соединяется с ними через торцовые арки, также составленные из косяков.
Кровля покрытия устраивается по сетке из косяков и по брускам обрешетки или сплошному дощатому настилу, пришитому гвоздями к косякам. Скрепление настила с косяками существенно увеличивает жесткость покрытия.
Узловые соединения косяков в точках пересечения их между собой можно выполнять по способу С. И. Песельника (рис. 135) с прямоугольной или ромбической сеткой косяков (при малых пролетах рекомендуется применять прямоугольную сетку), на болтах (системы Цолльбау) (рис. 136), а также на скобах (рис. 137) при ромбической сетке косяков.
Для перекрытия больших пролетов (до 80 м) применяются дощатоклееные и клеефанерные косяки большей длины. Одна из возможных конструкций клеефанерного косяка показана на рис. 138, а; то же, с применением клеедощатого косяка с узловыми соединениями на фасонках и болтах — на рис. 138, б.
Преимуществами кружально-сетчатых сводов являются: стандартность косяков, допускающая их заводское изготовление, компактность элементов и быстрота сборки. Для получения высококачественной конструкции свода необходимо, чтобы применяемый для косяков пиломатериал был воздушно-сухим, а обработка его производилась с требуемой точностью на станках.
Рассмотренные выше конструкции кружально-сетчатых сводов однослойные, но в последнее время появились конструкции сводов из многослойных косяков. Примеры таких сводов с косяками из брусков показаны на рис. 139. Сводами из многослойных косяков можно перекрывать очень большие пролеты — 100 м и более. Совместная работа отдельных брусков в косяках обеспечивается их соединением болтами через прокладки.
Оптимальной длиной косяка следует считать lк=13hк, при которой разрушение свода происходит из изгиба косяков. При меньших длинах может произойти разрушение от появления продольных трещин в косяках и расслоения их. Толщина косяка назначается bк?hк/4,5.
Шаг косяков (расстояние 2с между узлами по образующей свода) принимается в пределах: 0,7 м ? 2с ? 1,5 м — для косяков из досок на ребро и 1,5 ? 2с ? 2,5 м — для дощатоклееных и клеефанерных косяков.
Угол между косяками для безметалльных сводов ?=90...45°, а для сводов Цолльбау — ?=45...35°.
Расчетные усилия N0 и М в своде определяют как в обычной арке, причем расчетную ширину арки принимают равной 2с (шагу косяков). Косяки свода рассчитывают на воздействие постоянной и односторонней временной нагрузок как сжато-изгибаемые стержни по формуле (42). Расчетная длина дуги свода находится по правилам, указанным в § 54, как для арки. При расчете одного косяка принимаются его геометрические характеристики F и W, а расчетные усилия в арке раскладываются на составляющие Nк=N0/2 sin ? и Мк=M/sin ? (рис. 140, а).
Соединение свода с жесткими фронтонами повышает прочность и жесткость свода. Влияние фронтонов на работу свода зависит от отношения В/S; чем меньше отношение В/S, тем больше влияние фронтонов (здесь В — расстояние между жесткими фронтонами, S — длина дуги свода).
В расчете свода при отношениях B/S kфр?1:
При таком расчете свода конструкция фронтона, а также соединения свода с фронтоном должны быть проверены на нагрузку (симметричную и одностороннюю), равномерно распределенную по длине дуги фронтонной арки:
где g — нагрузка на свод; В — принимается не более 2,5S.
При нагружении свода временной нагрузкой по всему пролету, когда изгибающие моменты отсутствуют или очень малы, проверка производится только на устойчивость по формуле
где ? — коэффициент, определяемый по расчетной гибкости X.
Поперечная сила Q, действующая в отдельном косяке, определяется как для однопролетной балки с сосредоточенным по середине пролета грузом (рис. 140, б)
В направлении образующей свода поперек арки косяки создают усилие, распирающее фронтоны покрытия,
Это усилие в пределах каждой ячейки свода воспринимается продольной обрешеткой или настилом и их соединениями с косяками и торцовыми арками. Если на своде нет ни обрешетки, ни настила (например, в местах световых проемов), то возникает боковой изгиб косяков в плоскости наименьшей жесткости, как результат внецентренного крепления их в узлах. В этом случае косяки должны быть рассчитаны на сжатие с косым изгибом.