Рамы образовываются двумя решетчатыми или сплошными стойками, защемленными в фундаментах, и сквозным ригелем, шарнирно соединенным со стойками. Стойки проектируют постоянного сечения клеедощатыми (рис. 127, а), в виде составных стержней (рис. 127, б), ферм с параллельными поясами (рис. 127, в) или контрфорсов переменного сечения с наклонными ветвями поясов (рис. 127, г, д). Ветви решетчатых стоек чаще всего выполняют из брусьев или окантованных бревен; ветви могут быть дельными — из одного элемента и составными — из двух элементов. Решетка выполняется из досок или пластин. Узловые соединения решетчатых стоек и стыки делают на болтах и гвоздях.
Рамы являются один раз статически неопределимой системой. За лишнюю неизвестную принимают продольное усилие X в ригеле (см. расчетную схему на рис. 127, е). В раме высотой h со стойками постоянного сечения усилия в ригеле от горизонтальной равномерно распределенной вдоль стойки нагрузки g и от сосредоточенных сил от ветровой нагрузки на уровне опирания ригеля W находят по формулам:
Решетчатая стойка рассчитывается как отдельно стоящая вертикальная ферма, нагруженная непосредственно приложенными к ней нагрузками. Расчетная длина стойки в плоскости рамы принимается равной удвоенной фактической ее длине — 2h. При проверке устойчивости стойки из плоскости рамы длина принимается равной расстоянию между точками, закрепленными связями.
Узел опирания ригеля на оголовок стойки должен обеспечивать равномерную передачу реакции от ригеля на ветви стойки. Продольные усилия от реакции передаются стойками на фундамент (минуя решетку). Наибольшее сжимающее усилие в ветвях определяется по формуле
Стык ветви стойки рассчитывается на растягивающее усилие
а анкерное крепление стойки к фундаменту на максимальное растягивающее усилие в основании стойки
В этих формулах Mpacч=M/ξ, ξ — определяют по формуле (41);
М — момент в основании стойки от всех горизонтальных нагрузок;
с — расстояние между ветвями стойки в осях;
R — реакция ригеля от всех вертикальных нагрузок (постоянные + временные);
Mh— изгибающий момент от горизонтальных нагрузок на отметке h, где устраивается стык;
Rp — реакция ригеля от вертикальной постоянной нагрузки (сила тяжести несущих и ограждающих конструкций покрытия);
z — расстояние между осью анкера и гранью опрокидывания стойки.
При расчетной длине R между ближайшими точками закрепления сжатую ветвь стойки проверяют на устойчивость. Решетка стойки и крепление ее к ветвям рассчитывают на поперечную силу, которая находится в сечении на уровне низа стойки,
При определении несущей способности болта в нагельных креплениях элементов решетки к ветви (рис. 128) следует учитывать, что усилие в раскосе действует под углом к направлению волокон древесины в ветви, а в распорке— поперек волокон, и вводить в расчетные формулы поправочные коэффициенты √ka и ka (см. § 33).
Нагрузка от ригеля на ветви стойки распределяется через оголовок. В решетчатых стойках оголовок решается в виде балки из бруса, уложенного по верху ветвей (рис. 129, а), или из досок, которые крепятся к ветвям болтами (рис. 129, б). Оголовок работает на изгиб, как балка на двух опорах пролетом, равным расстоянию между осями ветвей. В первом варианте проверяются площадки опирания оголовка на смятие поперек волокон древесины, во втором — нагели (в варианте, показанном на рис. 129, б, четырехсрезность нагеля обеспечивает достаточную несущую способность соединения).
На рис. 129, в, г показаны варианты оголовков для составных стоек из брусьев.
Вариант узла анкерного крепления решетчатой стойки к фундаменту приведен на рис. 130, а. В узле в зависимости от вида передачи расчетного усилия от одного элемента к другому производятся следующие расчеты:
1. Подбор диаметра анкерных болтов по ослабленному резьбой сечению по формуле
где 1,2 — коэффициент, учитывающий ослабление сечения;
0,8 — коэффициент, учитывающий несовместность работы двух анкеров.
2. Подбор толщины а накладки из условия смятия ее торца под уголком вдоль волокон древесины
3. Подбор уголка как балки, работающей на изгиб на двух опорах с расстоянием между ними, равным расстоянию между анкерами l, при равномерной нагрузке интенсивностью g=Nан/a по моменту сопротивления
Уголок или коробчатое сечение из двух уголков подбирается по сортаменту так, чтобы Wпр≥Wтр.
4. Рассчитывают болты, прикрепляющие накладки к ветви стойки, по правилам расчета нагелей. Для этого задаются диаметром нагелей из условия расстановки их в два ряда (см. § 33):
Затем находят несущую способность одного односрезного нагеля и число нагелей
здесь [N] — минимальное значение несущей способности одного нагеля.
Длину накладки находят из условия расстановки нагелей вдоль волокон древесины:
Опирать стойки на фундамент рекомендуется через антисептированную прокладку, что предохраняет низ стойки от увлажнения и загнивания.
Аналогично проектируют и рассчитывают анкерные крепления составных стоек из брусьев (вариант узла показан на рис 130, б).
В клеедощатых стойках (рис. 131) устраивается утолщение из на-клееных досок, длина которых lн определяется расчетом на скалывание клеевого соединения от анкерного усилия, а толщина накладки, уголки и анкеры рассчитываются, как показано выше.