Расчет и конструирование узлов ферм.

Опорные узлы ферм из дощатоклееных элементов, осуществляют путем упора крайней панели верхнего пояса в стальной опорный башмак, к которому приварены стальные элементы нижнего пояса.

Опорный узел проверяется на смятие по площадке смятия F_см по формуле:

Стальная опорная диафрагма рассчитывается на изгиб.

Узлы верхнего пояса.

Средний коньковый узел треугольной фермы решается в виде наклонного лобового упора, перекрытого деревянными или металлическими накладками на болтах.

Растянутая стойка в виде стального тяжа с нарезкой на конце пропускается через отверстие, проходящее через центр узла, и закрепляется гайкой на шайбе.

Расчетом этого узла проверяется напряжение смятия под углом к волокнам в лобовом упоре и на смятие под углом α2 под шайбой стойки. Поперечная сила в узле воспринимается накладкой с болтами.

Узлы верхнего пояса сегментных ферм решается с помощью стальных накладок – наконечников, соединенных с раскосами болтами и прикрепленных к болту, проходящему через центр узла. Центровой болт рассчитывают на восприятие равнодействующей силы от продольных сил в раскосах.

Фермы на лобовых врубках.

Фермы из брусьев и бревен на лобовых врубках рекомендуется применять в покрытиях зданий с пролетами 9-18 м. Геометрические схемы таких ферм должны выбираться таким образом, чтобы раскосы были сжаты, а стойки - растянуты.

В фермах на лобовых врубках наиболее целесообразно могут быть использованы бревна, комлевые концы которых следует располагать в более напряженных узлах, к которым, в первую очередь, относятся опорные узлы.

Наличие в этих фермах растянутых стоек в виде стальных тяжей обеспечивает возможность уменьшения провеса ферм путем подтягивания стоек.

Относительная простота изготовления ферм на лобовых врубках и возможность использования для них лесоматериала с минимальной обработкой, при наличии квалифицированных плотников, при осуществлении стыков в растянутом нижнем поясе на нагелях из круглой стали и опорных узлов на стальных хомутах, повышают эксплуатационные показатели этих ферм, обеспечивая надежность их работы.

см билет 26.

Клеефанерные плиты.

Клеефанерные плиты являются наиболее эффективным и перспективным видом ограждающих конструкций. Плиты состоят из дощатого каркаса и фанерных обшивок, соединенных клеем Они имеют длину l =3 – 6 м, ширину b =1 – 1,5 м, соответствующую размерам фанерного листа.

Каркас панелей состоит из продольных и поперечных досок-ребер, которые могут быть цельными или клееными. Продольные рабочие ребра, сплошные по длине, ставятся на расстоянии не более 50 см друг от друга. Поперечные ребра жесткости ставятся на расстоянии не более 1,5 м, как правило, в местах расположения стыков фанеры, и прерываются в местах пересечения с продольными ребрами. Обшивки панелей состоят из листов фанеры повышенной водостойкости марки ФСФ, толщиной не менее 8 мм, состыкованных по длине «на ус». Обшивки склеиваются с каркасом таким образом, чтобы направление наружных волокон фанеры совпадало с направлением древесины продольных ребер для того, чтобы фанера работала в направлении своей большей прочности и жесткости. Клеефанерные панели выполняют функции настила, прогонов, водо- и пароизоляции. Они характеризуются малой массой при значительной несущей способности, имеют большую жесткость в своей плоскости. Поверхности панелей, обращенные внутрь помещения, покрывают огнезащитными составами для повышения их степени огнестойкости.

По форме поперечного сечения клеефанерные панели могут быть следующих видов:

1) коробчатые;

2) ребристые, обшивкой вверх;

3) ребристые, обшивкой вниз

Коробчатую клеефанерную панель применяют в утепленных покрытиях с рулонной кровлей и гладким потолком Она имеет двухсторонние обшивки, образующие вместе с ребрами ряд полостей, в которые по слою пароизоляции укладывают утеплитель. Полости всех панелей настила соединяются отверстиями в единую вентилируемую прослойку (осушающий продух), сообщающуюся с наружным воздухом, которая обеспечивает осушающий режим работы настила.

Ребристую клеефанерную панель обшивкой вверх применяют в холодных и утепленных покрытиях с рулонной кровлей без гладкого потолка. Она имеет только одну верхнюю обшивку, поверх которой укладывают утеплитель и рулонный ковер.

Ребристую клеефанерную панель обшивкой вниз применяют в утепленных и холодных покрытиях с кровлей из волнистых асбестоцементных листов. Она имеет только одну нижнюю обшивку. Листы кровли укладываются по продольным ребрам, а утеплитель размещают по обшивке между ребрами.

Наиболее распространенными являются коробчатые клеефанерные панели, которые используют не только в качестве ограждающих конструкций покрытия, но и в качестве стеновых панелей.

Клеефанерные панели опираются на основные несущие конструкции при ширине опорных площадок не менее 5,5 см Их прикрепляют к опорам шурупами или гвоздями.

Для обеспечения совместных прогибов всего настила панели соединяют между собой по кромкам. Соединять можно глухими нагелями, которые ставят через 1,5 – 2 м или гвоздями, пробиваемыми через соединительную планку через 50 см.

Расчет клеефанерных панелей

Расчет производят по прочности и прогибам при изгибе по схеме однопролетной свободно опертой балки на нормальные состовляющие нагрузок от собственной массы g_x и снега p_x. От суммы этих двух нагрузок определяют расчетный изгибающий момент, поперечные силы и максимальные прогибы. Верхнюю обшивку дополнительно проверяют на местный изгиб от сосредоточенной силы Р =1·1,2=1,2 кН, условно распределенной на ширине 1 м, как жестко заделанную в местах присоединения к ребрам.

Фанерные обшивки и продольные ребра работают совместно благодаря жесткости клеевых соединений.

Сечение коробчатой панели считают условно двутавровым, а ребристых – тавровым полкой вверх или вниз. При этом ширина стенки равна сумме ширин ребер (b_ст=Σb_реб), а расчетная ширина обшивок принимается равной:

b_расч=0,9b, при l=6a, b_расч=0,9 , при l<6a, где b – полная ширина сечения панели; l – пролет панели; a – расстояние между продольными ребрами в осях.

Геометрические характеристики сечений панели определяют с учетом различных величин модулей упругости древесины E_д и фанеры E_ф. В результате определяют приведенные геометрические характеристики сечения. Приведение выполняется к тому материалу, в котором определяется напряжение.

Так, площадь сечения, приведенного к фанере:

Приведенный момент инерции:

Приведенный к фанере момент сопротивлдения: , где Z_ф – расстояние от фанерной обшивки до центра тяжести расчетного сечения, для коробчатых панелей с одинаковыми верхней и нижней обшивками: .

В общем случае .

Сечения клеефанерных панелей подбирают методом попыток, при котором предварительно задаются сечениями, а затем производят все необходимые проверки и определяют способность по прочности и прогибам

 

 

При расчете клеефанерной панели производят следующие проверки:

1) растянутой обшивки на прочность:

σ= , где

М – расчетный изгибающий момент;

W_пр.ф. – момент сопротивления, приведенный к фанере;

R_фр – расчетное сопротивление фанеры растяжению;

k_ф =0,6 для фанерымарки ФСФ (0,8 – для бакелизированной фанеры) – коэффициент, учитывающий ослабление сечения стыком «на ус».

2) сжатой обшивки на устойчивость:

, где φ_ф – коэффициент продольного изгиба

, при а/δ ≥50,

, при а/δ< 50, где

а – расстояние между ребрам в свету,

δ – толщина фанеры.

3) верхней обшивки на местный прогиб от сосредоточенной силы Р =1,2 кН:

, где .

4) на скалывание по клеевому шву (в местах приклейке ребер к обшивкам):

, где

b_ст – суммарная ширина ребер каркаса;

R_фск – расчетное сопротивление фанеры скалыванию.

5) по прогибам:

, .

Клеефанерные панели стен рассчитывают на изгиб от вертикальной нагрузки и собственного веса. Предельный прогиб = .