В первую очередь следует разобраться, что такое лежень и для чего он применяется, чтобы иметь ясное представление о конструкциях с использованием этого элемента. В толковом словаре Ушакова такое понятие трактуется как брус или бревно, находящееся в горизонтальном положении и служащее опорой для конструкции. В строительстве под этим словом чаще подразумевается деревянный профиль с большим сечением, которое позволяет ему выдерживать дополнительные вертикальные нагрузки, но это может быть еще ЖБИ.

Чаще всего применение лежащих балок связано с возведением деревянных домов, хотя это не является их монополией. Ведь лежень – это не только нижняя или верхняя обвязка деревянной коробки, но также и мауэрлат, и центральная балка на перекрытии, устанавливаемая под коньком. Следовательно, такой элемент может использоваться в зданиях из любого материала.

Монтаж лежня для стропильной системы

В каких конструкциях используются лежни

Нижняя обвязка для каркасного дома

Итак, что такое лежень, теперь понятно, осталось разобраться с теми узлами, где его используют.В основном, это две части здания и постаменты для распределительного оборудования:

• фундамент и пол здания;
• потолок и крыша;
• фундамент для промышленного оборудования.

На изображениях видно использование деревянного лежня для обустройства пола на чердаке и стропильной системы. В настоящее время в промышленном строительстве (многоэтажные здания) деревянные балки для пола и фундамента используются крайне редко – там, в основном используют железобетонные блоки и перекрытия. Но при монтаже двускатных крыш стропильную систему все равно делают из деревянных брусьев, следовательно, там нужны и горизонтальные деревянные балки.

Следует отметить, что двускатные крыши для промышленного строительства сейчас уже редкость, поэтому в конструкции здания фактически отсутствуют горизонтальные балки (бетонные, в том числе). В основном такие элементы используются в частном домостроении для стропильных кровельных систем.

Железобетонные лежни для трансформаторных подстанций

Для монтажа трансформаторных подстанций, во избежание контакта оборудования с землей, используют промышленные железобетонные лежни типа ЛЖ. Это железобетонные балки Т-образного сечения, при монтаже которых широкая часть укладывается на пол, а ножка литеры служит опорой для монтируемого прибора.

Размер поперечного сечения профиля унифицирован – ширина пяты 400мм, а высота литеры – 500 мм. Разной может быть только длина, где ЛЖ1,6 имеет 1600мм, а ЛЖ10,4 – 10400мм. Такие балки устанавливаются на железобетонные фундаменты.

Для чего нужен прямой угол и как это касается горизонтальных балок

Закладка фундамента определяет вес, размеры и качество всего вышестоящего строения – масса здания рассчитывается с мощностью основания, а геометрические формы связаны с его периметром. Если углы фундамента будут прямыми, то углы между стенами тоже будут иметь 90ᵒ, и свесы крыши окажутся одинаковой ширины по каждой стороне или по всему периметру (в зависимости от проекта).

Столбчатый фундамент для деревянного дома

Поэтому нижняя обвязка (ростверк, венец) выполняется, как четырехугольник с углами 90ᵒ, где диагонали точно совпадают друг с другом по длине. Таким же требованиям соответствует мауэрлат, так как от него напрямую зависит установка стропильной системы. Если верхняя обвязка будет иметь форму параллелограмма, то пропорции нарушатся и закрепить стропильные ноги ровно будет невозможно.

Монтаж горизонтальных балок в строительстве дома

В качестве лежня в большинстве случаев используется цельный или клееный брус, хотя в некоторых случаях применяется ошкуренное или оцилиндрованное бревно. В любом случае правила монтажа таких балок подчиняются общим принципам постройки зданий.

Как вычислить и проверить прямые углы

Прямой угол определяется на строительном участке на месте закладки фундамента – в соответствии с ним будет задан общий периметр постройки. Получить стык двух линий такого типа можно без сложных приборов, при помощи шнура (хлопчатобумажной нитки, которая не растягивается), колышков и метрической рулетки. Но здесь следует проявить внимательность – чем точнее будут устанавливаться размеры, тем лучше будет геометрия закладки основания.

Способ определения прямого угла

Обратите внимание на чертеж вверху:

• в точке B в землю вбивается колышек и к нему привязывается шнур, другой конец которого отводится в точку A или в точку C, на 3м или 4м соответственно;
• протянутый отрезок по известным причинам должен получиться параллельным либо соседнему участку, либо улице, чтобы построенное здание симметрично вписывалось в экстерьер;
• аналогичным способом растягивается второй кусок шнура под углом к первому – при этом один отрезок растяните ровно на 3 м, а второй – ровно на 4м;
• если концы A и C развести между собой ровно на 5м, забив там колышки, то угол ABC получится прямым, на 90ᵒ, и четырехугольник для закладки фундамента будет размечаться относительно этого вычисления.

Проверка закладки фундамента и обвязки

Длина каждой из сторон основания задается в соответствии с проектом – тем периметром, который будет у строящегося дома. Когда будут вбиты колышки в четырех углах, геометрия проверяется еще раз – диагонали должны точно совпадать друг с другом (допуск на погрешность ±1-2мм). В случае несовпадения диагоналей углы замеряются заново, и проверяется ровность линий периметра.

Проверка диагоналей нижней обвязки

Если в доме подразумеваются какие-либо пристройки, стоящие на таком же фундаменте, то разметка осуществляется аналогичным способом, тогда лежнина стыках будут иметь прямые углы. В таких случаях крыши получаются сложными (многоскатными) и малейший сбой на фундаменте напрямую отразится на их геометрии.

Даже если при закладке фундамента произошел небольшой сбой относительно углов, и получилось отклонение в несколько градусов, ситуацию можно исправить при помощи обвязки. Если для готового фундамента можно допустить погрешность ±20мм, то для обвязки только ±3-5мм. При помощи этих лежней собирается геометрически правильный прямоугольник, и периметр всего здания тоже получается правильным (прямоугольным).

Расчет горизонтальных балок для потолка и крыши

Если меж этажное перекрытие делается деревянными балками, или лежнями, которые несут на себе нагрузки от мебели и стоек, поддерживающих потолок, то расстояние между ними и их поперечное сечение определяется длиной пролета – это длина бруса (бревна) опирающегося на противоположные стены. Например, для балок длиной 5м и сечением 125×200мм устанавливается шаг 60см, но если сечение увеличивается до150×225мм, то шаг уже будет 100см. Все выкладки есть в таблице.

Таблица расчета деревянных балок перекрытия

Если говорить о выборе сечения лежня для перекрытия (балка находится на весу), то самым прочным будет профиль 5 к 7. Это означает, что по высоте брус должен иметь 7 мер, а по ширине 5, например, если высота будет 200мм (200/7=28,5), то ширина нужна 28,5*5=142,5мм. Но таких сечений не бывает, поэтому подбираются наиболее близкие значения, где в любом случае высота больше ширины.

Эти выкладки нужны для того, чтобы при вертикальной нагрузке прогиб горизонтальных балок был минимальным, а допустимый прогиб составляет 1/200-1/300 от длины. Получается, что пятиметровый лежень в подвешенном состоянии при вертикальной нагрузке может прогибаться на 1,5-2см. При монтаже таких перекрытий брусья подтесывают в виде арки и через некоторое время они фиксируются в строго горизонтальном положении с учетом прогиба.

Еще один способ расчета высоты сечения подвешенных лежней заключается в отношении их длины и высоты сечения по принципу 1/25. То есть, вертикальное сечение пятиметровой балки должно быть 5/25=0,2м, а вот его ширина уже будет подбираться в соответствии с шагом. Эти выкладки актуальны и для чердака – там тоже могут быть вертикальные нагрузки от каких-либо складированных вещей и кровельной системы.

Для мауэрлата или по перекрытию балки могут быть более тонкими, так как они лежат на плоскости. Но если крыша без мауэрлата, то вместо него стропила крепятся к верхней обвязке, а между собой фиксируются лежнями, которые одновременно служат основанием для упора стоек под стропила.

Некоторые нюансы монтажа

Устройство двускатной стропильной системы

Если балки перекрытия не служат опорой для вышестоящей конструкции, то их обычно не воспринимают в качестве лежней, хотя они таковыми являются по своей сути. Здесь уже лежнями называют те профили, которые кладутся поверх перекрытия и служат опорой для стропильной системы.

Их количество зависит от предполагаемой нагрузки на крышу (масса снега и ветер) – то есть, это может быть одна балка, которая проходит под коньком, по одной или две балки по разные стороны конька или перемычки между стропильными ногами. Сечение бруса (бревна) в таких случаях подбирают в соответствии с сечением стропил – желательно, чтобы оно не было меньше.

Сборка стропил на земле

На верхнем фото показано, как собирают стропила на земле, временно соединяя их между собой, чтобы все треугольники в точности соответствовали друг другу. Здесь нижняя перемычка будет лежнем, так как она ляжет на плоскость перекрытия. Это название определяет наличие стоек для подпора стропильных ног.

Для выравнивания и вентзазора используют подкладки

Лежни также устанавливаются на бетонные перекрытия, которые не всегда создают единую ровную плоскость. Поэтому, для выравнивания этих балок используются подкладки (пластиковые, металлические, деревянные), которые также способствуют созданию вентиляционного зазора. При недостаточной вентиляции чердака этот зазор увеличит срок эксплуатации профиля, так как естественная циркуляция воздуха будет его высушивать.

Подводя итог, следует отметить, что лежни не всегда опираются на плоскость по всей длине – в некоторых случаях в их роли выступают балки перекрытия (пола). Это, конечно, упрощенные конструкции, но, тем не менее, свою функцию они выполняют.

Видео: установка лежня крыши

Лежень лежит, а счастье растёт

Перед вами очень простой рецепт блюда из картофеля и квашеной капусты с салом да тмином. Простой и сытный. Выглядит при этом отлично, вкусный – сами смотрите и приготовить постарайтесь.

Блюда во время поста

Рецепт картофельного пирога с кислой капустой вполне подходит для людей постящихся. Необходимо убрать сало и сливочное масло и заменить его на растительное – оливковое или подсолнечное. Золотистой корочки легко добиться, смазав изделие не желтком, как это сделала я, а маслом. Удобно иметь для таких целей специальный пульверизатор – салат оживит, мясо в духовке сбрызнуть легко, выпечку. Начинку овощную можно варьировать от грибов лесных с луком до жареной капусты со сладким перцем, рисом и шампиньонами.

Не знаю, задумывались ли вы когда-либо, почему лежень называется лежнем? Оттого что один большой на всю семью, похожий то ли на камень с диковинным орнаментом, то ли на бревно? Или потому что не сдвинуть не подвинуть у хозяйки золотистый картофельный пирог не получится?

Лениво лежит перед вами лежень на блюде, узором покрыт, румяный-горячий, пыхтит. Внутри капустка ароматная, грибочки с луком да сальцом поджарены. Каждому кусок лежня картофельного с начинкой, тмином приправленной, достанется, со сметаной и зеленью…

Лежит лежень до вечера, а поесть нечего

Предки наши, древние славяне, совершали свои языческие ритуалы на специально отведённых для этого местах священных – капищах . Капища состояли из огромного валуна, священного дерева, алтаря с огнём . Огромные одинокие валуны – лежни – считались святыми. На поверхность такого камня мастера наносили узоры плетеные, выбивали орнаменты.

У камней человек просил здоровья, женщина молила о детишках здоровеньких и счастливых, девки о замужестве да о любви сильной грезили, хлопцы смелости да отваги набирались. Каждый камню нес дары – рушники узорами обережными расшитые-вышитые. На деревья повязывали яркие тряпицы, ленты шелковые. Деревья вековые берегли, были они наделены силою волшебной. По нескольку десятков поколений плакалось-молилось тем деревьям. Исполинам поклонялись, просили помощи, защиты, благословения, дары подносили жертвенные. На огнищах горел огонь, зажжённый от самого Ярилы-Солнца.

Берегли сильные духом капища от разрушения, несли веру свою после принятия христианства на Руси. Церковники боролись: деревья уничтожали, камни забирали да огонь тушили. Места проклинали, язычников изгоняли. Да будет ли счастье на несчастье? Капища в некоторых местах хранили до начала ХХ века и службы проводили, но потом не совладали с ордою. В местах некоторых до нашего времени сохранились и деревья, и камни. В Украине, Беларуси, России…

Лежень на свадьбу

Говорят, была еще традиция у славян. На второй день после свадьбы, после первой ночи брачной, молодым преподносили лежень в прямо в постель – продолговатый пирог из сдобного теста. Некоторые настаивают, что пирогов таких пекли два – для молодого и молодой. После церемоний свадебных, один лежень доставался свекрови, второй тёще. Так ли это?

Лежень это бревно, брус в горизонтальном, лежачем положении в разных сооружениях, устройствах.

Каркас традиционного начинается с лежня. Это первый элемент каркаса, который крепится к фундаменту. Довольно часто бывает что фундамент, изготовленный своими руками, имеет размеры, отличающиеся от исходных, указанных на чертежах. Либо разнятся диагонали основного прямоугольника плана дома, либо высота фундамента в углах гуляет, либо наблюдается и то и другое. Типовая ошибка неопытных строителей заключается в том, что они пытаются возводить на таком основании коробку дома, не догадываясь, к чему это может привести - к перекошенности здания, кривой крыше, перерасходу материалов, времени и в итоге - денег в попытке исправить положение.

Установка и монтаж лежней при устройстве нижней обвязки дома поможет компенсировать погрешности изготовления фундамента и значительно облетит монтаж каркаса постройки. Первая задача в этой работе - определить, прямоуголен ли фундамент.

ПРОВЕРКА ПРЯМОУГОЛЬНОСТИ ФУНДАМЕНТА

Пока очищают поверхность фундамента и проверяет вертикальность установки анкерных болтов, я разбираюсь с чертежами фундамента и определяю расположение самого большого прямоугольника. Он будет служить базой для формирования основания выступающих частей здания как наружу, так и внутрь большого прямоугольника под прямым углом к основной стене дома. А если большой прямоугольник выделить нельзя, то для разметки прямых углов на фундаменте приходится строить большой треугольник со сторонами 3:4:5.

Выделив прямые углы и пометив их, двое работников отбивают меловую линию для построения большого прямоугольника и разметки всех ниш или выступов. За нами идёт третий член бригады и раскладывает на фундаменте обработанные антисептиком доски-лежни сечением 50×150 мм (иногда приходится использовать доски сечением 50×300 мм). На этом этапе важна слаженная работа бригады. Мы начинаем с переднего угла и укладываем доски вдоль меловой линии от одного угла до другого, а затем то же самое делаем на задней стороне фундамента. Боковыми стенками занимаемся в последнюю очередь.

По мере обхода фундамента мы отмечаем положение анкерных болтов на досках-лежнях, стоящих на ребре.

Если надо состыковать два лежня, мы отпиливаем первую доску на расстоянии 300 мм от анкера и добавляем болт с разрезной втулкой для крепления второго лежня. (Согласно местным строительным нормам требуется устанавливать анкерный болт на отрезке длиной 300 мм от конца лежней или любых стыков.)

Следующая операция - разметка центров отверстий под болты на лежне. Для этого надо положить доску на фундамент сбоку от меловой линии, измерить расстояние от неё до оси болта и перенести его на верхнюю плоскость лежня. На этом этапе между фундаментом и лежнем мы укладываем изоляцию (а также, если требуется, и герметик).

Также читайте:

ПРОКЛАДКИ ПОМОГАЮТ УСТАНОВИТЬ ЛЕЖЕНЬ ГОРИЗОНТАЛЬНО

Просверлив отверстия для болтов, вдвоём надевают лежень на болты, а идущий следом третий член бригады добавляет гайки и шайбы. Он немного затягивает гайки, чтобы проверить явно высокие или низкие места. Затем у стыков лежней мы добавляем анкеры с распорной втулкой и на лежень набиваем вторую доску сечением 50×100 мм, которая немного увеличит высоту потолка в подвале.

Потом мы нивелиром замеряем высоту углов и осматриваем все высокие места. После сравнения результатов измерений выставляем углы с помощью прокладок на одном уровне с самой высокой точкой фундамента с точностью 1 -2 мм. Затем от угла до угла натягиваем шнуры и выставляем горизонтально все лежни между ними.

Если стальные прокладки необходимы, согласно местным строительным нормам их надо устанавливать под лагами, балками и пр., то есть в местах точечных нагрузок. Поэтому я помечаю их расположение на лежне. Установив прокладки между фундаментом и лежнем, мы затягиваем гайки на анкерах и в последний раз проверяем высоту. Допуск должен составлять ±1,5 мм.

Обычно (хотя и неправильно) нивелир называют теодолитом. Но нивелир вращается только в горизонтальной плоскости, а теодолит - как в горизонтальной, так и в вертикальной. Посмотрев в нивелир, как в прицеле винтовки, вы увидите поперечную риску. При правильной установке нивелира она показывает горизонт, а оптика обеспечивает увеличение, позволяющее считать показания на рулетке или на измерительной рейке на расстоянии более 30 м. Нивелир выставляют в горизонтальной плоскости по встроенным пузырьковым уровням тремя или четырьмя винтами с накаткой. Сравнив измерения уровней, сделанные в разных местах, вы можете определить превышение одной точки относительно другой.

Я много лет укладывал лежень с помощью обычного нивелира. Пробовал работать и с лазерными устройствами, но результаты были не очень впечатляющими.

Установка лежня

До установки лежня надо убедиться в прямоугольности фундамента, поскольку иногда последний может иметь отклонения от требуемых размеров. Чтобы получить хорошую исходную базу для каркаса, для лежней нужно отбить ряд линий разметки, которые в углах фундамента должны быть перпендикулярны друг другу. Расположение и отбивка линий на фундаменте самого большого прямоугольника создаёт основу для разметки остальных зон, лежащих внутри и снаружи большого прямоугольника. Если большой прямоугольник вычленить нельзя, для разметки используют большой треугольник со сторонами 3:4:5.

Чертеж схема 1: Устройство лежня, проверка фундамента, разметка и строительство

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЯМОУГОЛЬНОСТИ ФУНДАМЕНТА (рисунок 2 на чертеже).

Определите самый большой прямоугольник фундамента и отбейте вспомогательную линию на одной длинной стене на расстоянии 100 мм от её внешнего ребра. (В этом примере лежень 50×100 мм. Для лежня 50×150 мм отбейте линию на расстоянии 150 мм.)

На противоположной длинной стене отбейте параллельную линию тоже на расстоянии примерно 100 мм от внешнего ребра фундамента. Убедитесь, что две линии, полученные на противоположных сторонах фундамента, параллельны – измерьте расстояние между ними по концам. Если они не параллельны, но разница меньше 12 мм, перенесите конец одной линии так, чтобы расстояния получились одинаковыми.

Чтобы определить углы прямоугольника, отметьте точки а, Ь, с и d на расстоянии 100 мм от ребра фундамента. Убедитесь, что линия ab равна по длине линии cd.

Для проверки прямоугольности измерьте расстояния от точки а до точки d и от точки b до точки с. Обычно требуется незначительная регулировка, но, если вам повезёт и расстояния одинаковы, фундамент - прямоугольный. Отбейте остальные меловые линии большого прямоугольника.

2. ЕСЛИ ФУНДАМЕНТ НЕПРЯМОУГОЛЬНЫЙ.

Мы знаем, что линии ab и cd параллельны, поэтому проблема в других двух стенках (ас и bd). Оставьте линию ab на месте, а разметку прямоугольника скорректируйте сдвигом точек с и d на равное расстояние по направлению к углу с более короткой диагональю.

Ещё раз проверьте диагонали и повторите процедуру до тех пор, пока два замера не станут одинаковыми (в пределах 1,5 мм).

Если разница в длине диагоналей больше 25 мм, отрегулируйте всю разметку, сдвигая уже оба отрезка, но так, чтобы лежень не выступал слишком далеко. Если после этого лежень в каждом углу будет свешиваться за фундамент более чем на 16 мм, в дальнейшем возникнут большие проблемы, и придётся вызывать подрядчика, возводившего фундамент.

3. РАЗМЕТКА НИШ И ВЫСТУПОВ ПОСЛЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ БОЛЬШОГО ПРЯМОУГОЛЬНИКА.

Отметьте длину каждой боковой стороны измерением от основного прямоугольника. Отбейте меловые линии.

A. Найдите параллельную линию для выступающей стены измерением от большого прямоугольника (аналогично п. 1D).

B. Измерьте от ближайшего угла большого прямоугольника и отметьте точки g и h.

C. На внешней стене отметьте точки е и f на расстоянии 100 мм от ребра фундамента. Пометив углы, проверьте прямоугольность замером диагоналей между точками е и h и между точками f и д. Выполните операции, описанные в п. 1D.

D. Если у выступа нет внешней параллельной стены (это может быть в восьмиугольнике или окружности), вы можете использовать египетский треугольник со сторонами 3:4:5, чтобы найти одну из двух перпендикулярных стенок и использовать её для разметки другой.

Для большей точности измерения. Так как конец ленты на горизонтальной поверхности удержать сложно, начните измерение с отметки 300 мм. Кроме того, дополнительная длина позволяет не только плотно прижать ленту, но и более точно считать замер.

ПРОСТАЯ РАЗМЕТКА ФУНДАМЕНТНЫХ БОЛТОВ

1. Поставьте лежень на ребро и перенесите на него контур болта.

2. Просверлите отверстия в лежне насколько возможно прямо. Если отверстие просверлить под углом, лежень при установке сдвинется от меловой линии. Для анкерного болта М12 отверстия в лежне просверлите сверлом 16 мм. Чтобы не повредить сверло, под лежень подложите обрезок доски или выдвиньте доску за фундамент.

ВЫСТАВИТЬ УРОВЕНЬ ЛЕЖНЕЙ ПО ШНУРУ

1.Натянув шнур горизонтально, положите стальные прокладки между лежнем и фундаментом под все лаги, балки и точечные нагрузки.

2.Для грубой подгонки лежня к шнуру в нужных местах положите подкладки.

НИВЕЛИР ПОМОЖЕТ ВЫЯВИТЬ ВЫСОКИЕ МЕСТА

1. Срубите высокие места перфоратором. Отдельный участок фундамента может быть высоким и создавать проблему для разметки и выравнивания лежня.

2. Если такой участок не очень длинный, его довольно быстро можно срубить перфоратором.

1

Проведен анализ несущей способности применяемых конструкций кранового пути. Выявлено, что основным их недостатком является чрезмерность трудозатрат по устройству и содержанию. Предложена конструкция на основе деревянного «лежня» с необходимым прочностным расчётом. Расчёт выполнен на основе составленной методики, с учётом технических параметров элементов, составляющих конструкцию в целом, но только для неуплотнённых грунтов в подстилающем слое. По полученным данным, представленным в графической форме, показана возможность применения кранового пути с деревянным продольным «лежнем», даже для подстилающего слоя из неуплотнённого грунта. Очевидно, что запас прочноcти конструкции обеспечивается отношением коэффициентов постели, уплотнённых и неуплотнённых грунтов в подстилающем слое.

крановый путь

коэффициент постели

подстилающий слой.

1. ГОСТ Р 51248-99. Пути наземные рельсовые.

2. Инструкция по устройству и эксплуатации, перебазированию рельсовых строительных башенных кранов. СН 78-79. Госстрой СССР. М.: Стройиздат, 1980.

3. Инструкция по устройству и содержанию рельсовых путей козловых кранов на предприятиях ТПО «Свердлеспром». Свердловск, 1988. 49 с.

4. Разработка методики расчета рельсовых крановых путей на блочном железобетонном основании. Отчет по научно-исследовательской теме 26/83.Гос.рег.№01.83.0029692. Свердловск, 1984.

5. Тагильцев Н. Д. Расчет жестких колейных покрытий лесовозных автомобильных дорог Урала и Сибири // Межвузовский сборник. Вып. 2. Свердловск, 1979.

На предприятиях, эксплуатирующих грузоподъемные механизмы с рельсовыми направляющими, применяют обычно крановые пути нескольких конструкций:

• деревянные полушпалы типа: 1А, 1Б по ГОСТ78-89;
• железобетонные полушпалы, типа: ПШН1-13-325-1 и ПШН4-13-325-1;
• железобетонные балки типа: БРП-62.8.3 и БРК-6.24-04;
• железобетонная плита.

Также известна конструкция кранового пути на балках УЛТИ-6,25.

Все варианты конструкций известных крановых путей имеют, каждая в отдельности, свои преимущества и недостатки.

Анализ несущей способности кранового пути всех конструкций показывает, что основным их недостатком является чрезмерность трудозатрат по их устройству и содержанию. Из чего можно выделить ряд необходимых исследований по повышению прочностных характеристик и созданию универсальности конструкций кранового пути:

• исследование и разработка более современной и прочной конструкции кранового пути на основе «нано лежня»;
• исследование прочностных характеристик направляющих (рельса) с целью облегчения конструкции, либо замены направляющих на более современные безрельсовые.

Существующие крановые пути имеют ряд существенных недостатков. Во-первых, сравнительно большой расход древесины, которая необходима для изготовления полушпал, во-вторых, возникают трудности при рихтовке шпал. При той конструкции крановых путей, которая в настоящее время применяется, довольно сложно добиться того, чтобы требуемые нормы эксплуатации крановых путей выполнялись. Одним из главных недостатков является неравномерная просадка крановых путей, возникающая в ходе эксплуатации крана.

В настоящее время широко стали применяться рельсовые пути с железобетонными опорными элементами. Имеется опыт и в лесной промышленности. В Нижне-Сергинском ЛПХ около 4 лет эксплуатировался участок на балках УЛТИ-6,25 под краном ЛТ-62. Всё это время подъемка и рихтовка пути не осуществлялась, а крановый путь, в частности его параметры, не претерпели каких-либо значительных изменений.

Ещё в 1986 году для условий нижнего склада Тугулымского ЛПХ была предложена новая конструкция верхнего строения кранового пути на деревянных продольных лежнях, которая была проверена по прочностным характеристикам материала с определением поперечного сечения лежня. Лежень - это деревянный брус размером сечения 200х200мм. Рельс в расчете приняли марки Р-65, как и в эксплуатируемых крановых путях повсеместно.

Конструкция представляет два соединенных между собой болтами бруса. Длина опорного элемента 6,24 м, сечение бруса 200х200. На концах опорного элемента имеются уширения, которые расположены под стыками рельс. Они изготавливаются из того же бруса. Опорные элементы имеют между собой жесткое соединение. Такая конструкция, по нашему мнению, позволит надежно эксплуатировать как сам кран, так и крановые пути.

Ниже приведена последовательность расчёта согласно разработанной нами методике.

Принятые обозначения, расчетные параметры.

Мi - ординаты линии влияния изгибающего момента в сечении под i -тым колесом;

Рi - ординаты линии влияния реактивного отпора и просадки рельса в сечении под i -тым колесом; b - ширина нижней постели подрельсового элемента, м;

l - длина опорного подрельсового элемента, м;

Wp ,Ip - соответственно, момент сопротивления изгибу, м3 и момент инерции сечения рельса относительно горизонтальной оси, проходящей через центр тяжести сечения, м4 (принимается по табл. 24 СН 78-79);

WБ,IБ - момент сопротивления изгибу, м3 и момент инерции сечения балки, м4;

ЕБ,ЕР - соответственно, модули деформации дерева и рельсовой стали, МПа;

с - коэффициент постели опорного элемента, МПа, который определяется по формуле 4.1 :

с = (2,25...2,55)ЕЭ; (1)

Меньшее значение коэффициента принимается для неуплотненных зернистых грунтов, а большее - для плотных. ЕЭ - эквивалентный модуль деформации основания, МПа, определяется для двухслойной конструкции основания по формуле 4.2 :

Еэ = Ео/(1-(2/П)(1-1/n3,5) arctg n(h/Д)); (2)

где Е0 - модуль деформации грунта земляного полотна, МПа, определяемый штамповыми испытаниями по ГОСТ 12374-87 при диаметре штампа Д=564мм n=(E1/Eo)0,4 ; (3)

Е1 - модуль деформации балластного слоя, МПа, принимаемый по паспортным данным карьерного материала; h - толщина балластной призмы, м;

Характеристика пути

Тип рельса - Р65;

Расстояние между осями 0,97 м;

Ширина нижней постели подрельсового опорного элемента b=0,4 м;

Расчетная длина l=6,24 м;

Вид балласта - щебень Е1 =130 МПа;

Толщина балласта h=0,2 м;

Вид грунта земляного полотна - песок мелкозернистый Е0=15 МПа.

Характеристика деревянных балок рельсового пути

Модуль деформации дерева: E=0,85.104 МПа;

Момент инерции расчетного сечения: IБ=bh3/12=0,4.0,23/12=13,34.10-5 м4; (4)

Момент сопротивления изгибу: WБ=bh2/6=0,4.0,22 =26,67.10-4 м4 ; (5)

Расчетное сопротивление изгибу: RБ =15МПа;

Жесткость балки: WБ=bh2/6=0,4.0,22 =26,67.10-4 м4 ; (6)

Несущая способность балки: МБпред =WБ.RБ =26,67.10-4.15.106 =40,0 кН.м; (7)

Характеристика Рельса Р65.

Момент сопротивления изгибу: WP=404 см3;

Момент инерции: IР=2998 см4;

Жесткость рельса: ВP=6,29 МН.м2;

Несущая способность: MPпред=121,2 кН.м.

Определение напряжений в элементах рельсового пути

Определяем приведенную длину λ балки, для этого определяем коэффициент относительной жесткости системы балка - основание по формуле 4.8 : К=(c.b/4.BC)0,25 , (8)

где: с - коэффициент постели опорного элемента, МПа/м;

b - ширина нижней постели подрельсового опорного элемента, м;

ВС =ВБ +ВР - суммарная жесткость двухслойной балки, МН.м2;

Еэ - эквивалентный модуль деформации основания, МПа; n=(130/15)0,4=2,37;

Эквивалентный модуль деформации:

Еэ=15/(1-(2/3,14)(1-1/2,373,5)arctg 2,37(0,2/0,564))=26,016 МПа;

Коэффициент постели опорного элемента: с=2,25.26,016=58,5 МПа/м;

Суммарная жесткость двухслойной балки: ВС=2,27+6,29=8,56 МН.м2;

Коэффициент относительной жесткости: К=(58,5.0,4/(4.8,56))0,25=0,908;

Приведенная длина определяется по формуле 4.9 : λ=K.l=0,908.6,24=5,67; Округляем до λ=5,5. Рассчитываемая балка относится к категории коротких, т.к. λ<7. Из таблицы 6.1 , для соответствующей λ, выписываем табличные значения ординат линий влияния реактивных давлений РТ и изгибающих моментов МТ, по которым строим соответствующие линии влияния (см. рис. 1).

Рис.1. Линии влияния МТ и РТ

Определяем значения наибольшего изгибающего момента в среднем сечении балки по формуле 4.10 : МС =P.l.∑MiT =250.6,24(0,0432-0,002)=64,27 кН.м,

где МiT - величины безразмерных ординат линий влияния изгибающего момента под действующими силами.

Изгибающие моменты в рельсе и балке будут соответственно определяться по формулам 4.11, 4.12 :

МP=МС(EP.IP/ВС)=64,27(6,29/8,56)=47,23 КН.м < MPпред=121,2 кН.м;

МБ=МС(ВБ/ВС)=64,27(2,27/8,56)=17,04 КН.м < MБпред=40,0 кН.м.

Таким образом, действующие изгибающие моменты ниже предельных значений. Определяем напряжение σБ в балласте на контакте с опорным элементом по формуле 4.14 :

σБ=(P/b.l)∑PTi=(0,25/0,4.6,24)(2,8273+1,7)=0,45 МПа

где РiT - значения безразмерных ординат линии влияния реактивных давлений под соответствующими силами.

Условие прочности по балласту удовлетворяется.

Для определения напряжения σо, на основной площадке земляного полотна, предварительно, вычисляем толщину эквивалентного слоя грунта по формуле 4.15 :

hЭ=h(E1/Eo)0,4=0,2(130/15)0,4=0,47 м;

Затем по соотношению hЭ/b находим значение коэффициента изменения давления в толщине грунта: KZ=0,586;

σ0=KZ.σБ=0,586.0,45=0,26

Условие прочности по основной площадке также удовлетворяется. Из расчетов видно, что при расположении нагрузки на середине балки, условия прочности как по балласту, так и по основной площадке удовлетворяются. Произведем расчет балки при условии, что нагрузка будет расположена на конце балки, то есть на шарнире (см. рис. 2). В этом сечении величина изгибающего момента будет равна нулю. Уширения имеются на сравнительно малом участке рассчитываемого опорного элемента, поэтому значение характеристик не изменяется, вплоть до расчета приведенной длины: λ=5,5. Из таблиц 5 и 6 выписываем табличные значения ординат линий влияния реактивных давлений PiT для λ=5 и λ=6. Методом интерполяции определяем эти значения для λ=5,5 и строим линию влияния (см. рис. 2).

Рис. 2. Линия влияния РТ табличная

Определяем напряжение σБ в балласте на контакте с опорным элементом по формуле 4.14 :σБ=(P/b.l)∑PTi=(0,25/0,8.6,24)(5,4247+1,6)=0,35МПа

Условие прочности по балласту на уширениях выполняется.

Определяем напряжение σо, на основной площадке земляного полотна. Значение величины hЭ=0,47 не изменяется. По соотношению hЭ/b находим значение коэффициента изменения в толщине грунта по таблице из : KZ=0,7675;

Напряжение на основной площадке земляного полотна определяем по формуле 4.16 :

σ0=KZ.σБ=0,7675.0,35=0,268

На рассчитываемой балке все условия прочности полностью выполняются. В результате расчета предложенного варианта кранового пути получены линии влияния МТ и РТ (рис. 1 и 2), показывающие распределение давления секции кранового пути и изгибающего момента. По выше полученным данным определены напряжения σ0 и σБ

(σ0=0,268

на основной площадке земляного полотна и в балласте на контакте с опорными элементами. Их значения ниже допускаемых значений, то есть надежность эксплуатационных свойств такого кранового пути обеспечивается. Наиболее значительным недостатком, по нашему мнению, следует считать использование тяжелого металлического рельса Р-65. Нами предпринята попытка замены рельса Р-65 на более легкие направляющую без изменения жесткости поперечного сечения и надежности верхнего строения кранового пути.

Рецензенты:

Ковалев Р. Н., д.т.н., профессор, заведующий кафедрой Уральского государственного лесотехнического университета, г. Екатеринбург.

Черемных Н. Н, д.т.н., профессор, заведующий кафедрой Уральского государственного лесотехнического университета, г. Екатеринбург.

Библиографическая ссылка

Салахутдинов Ш. А., Шабардин С. В. ОБОСНОВАНИЕ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА КРАНОВОГО ПУТИ НА ПРОДОЛЬНОМ ЛЕЖНЕ // Современные проблемы науки и образования. – 2013. – № 1.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=8323 (дата обращения: 07.04.2019). Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»

Обустройство деревянной кровли включается в себя два ключевых момента: возведение стропильной системы и укладка кровельного покрытия. Последний вопрос освещен в литературе и интернете достаточно подробно. С выбором кровельного материала так же проблем нет. Например, среди прочих вариантов, представлены различные типы мягкой кровли, которая активно распространяется в последнее время.

Сложнее обстоит дело с конструкционными решениями кровли, особенно в отношении различных тонкостей. Установка лежня - один из таких вопросов.

Что такое лежень?

Лежень часто путают с мауэрлатом из-за некоторой схожести конструкционных функций. И то и другое к самой стропильной системе не относится, но является переходным участком от недеревянного основания (бетон, кирпич) к деревянной конструкции.

Смысл мауэрлата в том, чтобы обеспечить сам этот переход. Смысл лежня немного в другом. Он заключается в том, чтобы перераспределить нагрузку на перекрытие от кровельных опор, и перевести ее из точечного положения на более обширную площадь.

Лежень представляет собой деревянный брус во всю длину кровельной проекции (как правило, хвойных пород), размещенный на одинаковом расстоянии от двух боковых мауэрлатов или строго посередине помещения, в случае, если его форма сложнее прямоугольной. Крупные кровельные конструкции могут предусматривать несколько лежней. В этом случае, центральный будет основным, а остальные дополнительными. Последние размещаются под накосной ногой стропил, под ребром ендовы или вальмы.

Если форма крыши ассиметрична, то и основной лежень может располагаться не по центру, а со смещением к одной из стен.

Независимо от положения лежня относительно боковых стен, он должен быть установлен строго горизонтально. От этого будет зависеть равномерность перераспределения им нагрузок, и, следовательно, долговечность стропильной конструкции.

Крепление лежня и опора под него

Зачастую лежню необходима внутренняя опора, которая устанавливается на перекрытии (пол чердачного пространства или потолок последнего этажа). Обратите внимание, что крепление лежня никогда не осуществляется на эти опоры (хотя само крепление может иметь место быть, но как дополнительное). Основное крепление лежня выполняется к несущим стенам здания (имеются в виду торцевые стены). Фактически, лежень должен лежать на них.

Опоры, как правило, представляют собой кирпичные столбики, возведенные на перекрытии.

Только в одном случае, лежень может быть закреплен не на торцевых несущих стенах - когда перекрытие выполнено железобетонными плитами.

Что делать, если несущие стены выполнены из относительно рыхлых материалов, таких как:

• полый кирпич;
• газосиликатные или газобетонные блоки?

В данном случае, надежное крепление непосредственно к стене сделать не получится. Поэтому в верхней оконечности стен, по периметру, создается монолитный пояс железобетона, в который закладывается прочная стальная проволока или анкера. К поясу уже выполняется крепление лежня (как и мауэрлата). Таким образом, обеспечивается надежная фиксация лежня и качественное выполнение им своих функций.