Особенности конструирования ферм на врубках. Характеристика их работы

Применяются в строительстве временных зданий и сооружений а также в сельском строительстве. Пояса – цельная древесина (бревна, брусья); раскосы – цельная древесина; подвески (вертикальные элементы) – металл (круглая сталь в виде шпилек).

Все соединения с помощью врубки. Тк используется новая древесина => усыхает => подтягиваем шпильки => не вылетает из врубки древесина.

Для фермы треугольного очертания с нисходящими раскосами, раскос всегда сжат => не надо подтягивать шпильки, при восходящих почти всегда, но не на 100%.

Если для фермы 5-ти угольного очертания поставить восходящие раскосы, они почти всегда сжаты, но возможно подобрать нагрузку, при которой они будут растянутыми => в центральной части к раскосам прибиваем по две доски (аварийные доски) навстречу раскосам, в которых возникает небольшое сжимающее напряжение => геометрический центр не изменяется.

Для снижения напряжения в ослабленных врубками сечениях поясов ферм из брусьев, центрирование в опорных и промежуточных узлах производят по центру ослабленного сечения пояса.

Узлы ферм из бревен центрируют по осям поясов, т.к. ослабление бревна врубкой приводит лишь к незначительному смещению оси ослабленного сечения по отношению к оси бревна

 

При создании верхнего и нижнего поясов бревенчатых треугольных ферм на лобовых врубках используют лобовой упор на металлических натяжных хомутах или тяжах, передающих усилие от вкладыша, в кот упирается верхний пояс, на накладки, соединенные с нижним поясом нагелями из круглой стали и болтов. Это решение полностью исключает работу на сдвиг со скалыванием древесины нижнего пояса в опорном узле фермы.

Раскосы ферм обычно соединяют с поясами на лобовых врубках одним зубом и дополнительно крепят болтами или скобами. Исключения - средний узел нижнего пояса ферм, где сходятся 2 раскоса. Данные раскосы либо вводят в промежуток между парными накладками растянутого стыка нижнего пояса и крепят к ним болтами, либо упирают в специально предназначенную для этой цели бобышку со скошенными торцами.

 

Стыки верхнего пояса ферм осуществляют лобовым упором и перекрывают парными накладками на болтах. Нижние пояса ферм (до 12 м) имеют один стык в середине фермы, перекрытый парными накладками на болтах, а у ферм (свыше 12 м) устраивают либо такие же раздельные стыки в местах перелома нижнего пояса для образования строительного подъема либо устраивают раздвинутый стык (с накладкой небольшой длины). При выполнении стыков болты следует располагать в два ряда.

 

 

Фермы из фанерных труб

Фанерные трубы взялись с заводов химической промышленности, где они использовались в качестве трубопровода для средних химическиактивных жидкостей (благодаря высокой химической стойкости древесины – выше, чем у нержавеющей стали). То есть производство фанерных труб уже было отлажено.

Изготавливаются из листов шпона 1200х1200 либо 1500х1500 мм. шпон наматывается на сердечники, в результате чего получается труба, длинна которой, правда, не превышает 1,3 м – надо соединять. Лучшее соединение – клей => склеиваем. Соединение на зубчатый шип не выгодно, так как требует четкой отцентровки => соединяем на ус.

Классические фермы – конструкции, где все узлы соединены шарнирами, работает на растяжение-сжатие.

При расчете на растяжение форма поперечного сечения не имеет значения (N/A – усилие на площадь).

При сжатии же мы производим расчет на потерю устойчивости, при которой происходит изгиб, причем под нагрузкой, не вызывающей изгибающих моментов => изгибается в неопределенном направлении, то есть нам нужна форма поперечного сечения, у которой: жесткость в любом направлении одинакова (круг, квадрат); материал отнесен как можно дальше от центра тяжести, чтобы увеличить момент сопротивления (и инерции, видимо, тоже) => труба – идеальное сечение!

Получается конструкция, стойкая к химической агрессии, с неплохой удельной прочностью, в 15 раз легче стали по объемному весу – те монтаж и транспортировка в 15 раз легче.

 

Остается вопрос, как решить узлы. Необходим высокопрочный материал, но не сталь => древесноволокнистый пластик. Из стандартных плит можем склеить пластину любой толщины. Клин (конус) засовываем в трубу – получается пробка, из первой и второй пробки торчат накладки, в середине – болт. (узел нижнего растянутого пояса). Для верхнего же сжатого можно ограничиться просто врубками пробок одна в другую. Если несколько стержней нужна фасонка, к ней крепятся раскосы

Труба завершается пробкой из древесно-слоистого пластика (не гниет):

 

 

 

 

Решетки ферм малых пролетов: Решетки ферм больших пролетов: