Здравствуйте, уважаемые читатели!
Время от времени почитываю предлагаемые дзеном статьи про нашу колонну (благо, они коротенькие) и комментарии. Очень часто встречаются вопросы по расчётам. Ну, я и решила сделать свой. Для понимания прочности лесов, думаю, его пока достаточно.
По акварели Адамини видно, что от ферм идут самые мощные подкосы, ниже - ещё одни, меньшим сечением, на которые частично, с нижнего пояса ферм через "подпружную" систему передаётся часть веса поднимаемой колонны вместе с распором. Но этот "убыток" нагрузки я не буду учитывать далее.
Прикидочный расчёт
Как пишет Никитин, стойки лесов состояли из 4 сплочённых брусьев квадратом
до 45 см, то есть, при длине этих стоек 37 м, суммарное сечение каждой из 10 основных несущих стоек было до 90 х 90 см. Эти стойки непосредственно «брали на себя» и передавали через каменный вспомогательный массив фундаменту почти весь вес колонны со всей её обвязкой и талями, а также вес верхней части самой конструкции лесов (немалый, в общем-то). Остальные стойки, подкосы и схватки были нужны в основном для восприятия возникающих горизонтальных нагрузок и усиления прочности всей конструкции. Однако, через подкосы, они также брали на себя часть вертикальных нагрузок от веса колонны. Мы можем прикинуть, какую нагрузку могли выдержать эти 10 стоек данного сечения.
Поскольку расчёт прикидочный, считаю только по одной формуле для упругого
состояния и без учёта передачи части нагрузки на мощные подкосы и дополнительные стойки:
Это - максимально допустимая нагрузка, но не максимально возможная, ибо
сосна до перехода из упругого в пластичное состояние способна выдержать
около 40 МПа. То есть, леса для подъёма колонны имели огромный запас
прочности. Ничего удивительного нет, это нынче стараются делать всё
экономно, хотя и с некоторым запасом, высчитывая размеры близко
к допустимо возможным. А тогда сопромат был в начале развития,
и проверку несущей способности мостов и всяких иных сооружений проводили
на моделях (макетах) с соблюдением точных пропорций конструкций
и весов. Например, когда Бетанкур проектировал кровлю манежа, модель
ферм нагружали мешками с песком и выдерживали в таком состоянии какое-то
время, после чего измеряли прогиб.
Не буду выполнять проверку устойчивости стоек на изгиб, поскольку все эти
«стержни» имеют по длине несколько опор (узлов), препятствующих их смещению и изгибу, тем самым значительно уменьшающих свободную длину.
Заодно здесь можно указать, что верхние балки, на которые непосредственно
подвешивались блоки полиспастов, были не прямоугольного, а
прямоугольно-цилиндрического сечения, которое прочнее и удобнее для
подвески полиспастов. Из чертежа (согласно Адамини) видно, что несущие
балки соединены друг с другом деревянными нагелями и работают едино,
представляя собой неразрезную (опирающуюся по длине на пять ферм)
четырёх пролётную балку, с пролётами 3.4 м.
Вот, кратко и всё, сделанное (на ночь глядя) "на салфетке".
Всё-таки, дерево - обалденный строительный материал!
Постскриптум
Некоторые комментарии под статьёй требуют расширенного ответа.
На первый обнаруженный ответила здесь