Порядок конструктивного расчета ферм на лобовых врубках

Порядок расчета ферм на лобовых врубках аналогичен расчету других видов деревянных ферм, отличие состоит лишь в конструировании и рас­чете лобовых врубок.

После определения усилий в элементах ферм:

- определяется ориентировочно площадь сечения верхнего и нижнего
поясов в опорной панели по известным формулам с учетом ослаблений сечений врубками;

- конструируется и рассчитывается опорный узел;

- проверяется сечение верхнего пояса: при узловой нагрузке — по
формулам для центрально-сжатых элементов; при внеузловой на­грузке — по формулам для сжато-изгибаемых элементов;

- конструируется и рассчитывается коньковый узел (лобовой упор с де­ревянными или стальными накладками), промежуточные узлы (как ло­бовые врубки с одним зубом), стыки нижнего пояса, подбирается сечение стоек-тяжей, рассчитываются шайбы под тяжи, а также вкладыши и накладки;

- проверяются элементы фермы на монтажные усилия во время подъ­ема, назначается величина строительного подъема.

                          Сегментные фермы

                             Общие сведения

Сегментные фермы экономичнее треугольных по расходу материала, так как верхний пояс очерчен по дуге окружности, близкой к эпюре давлений при равномерно распределенной нагрузке по всему пролету, что значительно снижает изгибающие моменты в верхнем поясе и усилия в раскосах.

Сегментные фермы отличаются небольшой массой, малым числом мон­тажных элементов, простотой узловых соединений. Пролеты ферм назнача­ются 15, 18, 21, 24 м. Разновидностью сегментных ферм являются линзооб­разные фермы с криволинейными клееными деревянными поясами (верхним и нижним) и узлами на вклеенных арматурных стержнях (см. рис. 9.9), пролеты которых достигают 80 м (конькобежный стадион в норвежском го­роде Лиллехаммере). В сегментных фермах не рекомендуется устраивать различные надстройки, световые фонари, подвесные потолки, так как это значительно усложняет конструкцию таких ферм.

В практике строительства в покрытиях однопролетных зданий нашли применение в основном два типа сегментных ферм:

- металлодеревянные фермы с клееным верхним поясом (см. рис. 9.4);

- фермы из брусков и досок на гвоздях (рис. 9.18-9.20).

В сегментных металлодеревянных фермах клееный верхний пояс может быть неразрезным, т. е. состоять из одного элемента длиной от одного опор­ного узла до другого — основное решение, и разрезным — состоящим из двух (со стыком в коньке) или нескольких элементов (со стыками в узлах).

При разрезном верхнем поясе все панели выполняются одинаковой длины, а при неразрезном длины крайних панелей (у опорных узлов) должны составлять 0,7 длины средних панелей.

При разрезном верхнем поясе в его стыках помещаются металличе­ ские вкладыши, зажимаемые торцами сходящихся в узле криволинейных элементов верхнего пояса. Этот вкладыш обеспечивает необходимую плотность примыкания и центрирование торцов отдельных элементов. Узловой болт располагается в центре вкладыша. Усилия от раскосов через пластинки-наконечники воспринимаются узловым болтом, который пере­дает их равнодействующую на вкладыш, а последний — на верхний пояс фермы. Стык верхнего пояса перекрывается деревянными или стальными накладками на болтах (см. рис. 9.5, а).

При неразрезном верхнем поясе узловой болт проходит через отвер­стие в верхнем поясе и двусторонних металлических накладках, которые крепятся к верхнему поясу стальными нагелями. Как и при разрезном верхнем поясе, равнодействующая усилий сходящихся в данном узле рас­косов передается металлическими пластинками-наконечниками на узло­вой болт, а от него рассредоточено нагелями на верхний пояс. Пластинки крепятся к раскосам на глухарях или болтах. Под одну из пластинок дела­ется стальная подкладка той же толщины, что и сама пластинка, благодаря чему пересекающиеся в узле пластинки оказываются расположенными в разных плоскостях (см. рис. 9.5, б). Нижний пояс выполняется из двух уголков, имеющих прямолинейное очертание, но при сборке ферм для создания строительного подъема ему придают небольшую кривизну.

Конструкция узлов нижнего пояса в принципе аналогична узлам верхнего пояса: в центре узлов в вертикальных накладках делаются отверстия для узлового болта, на который при сборке надевают пластинки-наконечники раско­сов. Все сходящиеся в узле элементы должны быть строго центрированы.

Опорный узел ферм решается преимущественно в «открытом» вариан­те, когда боковые пластины в меньшей степени закрывают верхний пояс. Торец верхнего пояса упирается в упорную пластину, выполняемую обычно из швеллера, который вваривается между боковыми пластинами. Для уменьшения ширины фермы уголки нижнего пояса привариваются к боковым пластинам опорного узла изнутри.

Узлы сегментных металлодеревянных ферм показаны на рис. 9.5.

В дощатых сегментных фермах (см. рис. 9.18) верхний пояс состоит из 2...3 ветвей, которые набираются из пакета брусков размерами 50 х 50 мм, 40 х 80 мм. В пределах каждой панели между ветвями ставятся прокладки из досок. Все бруски в ветвях верхнего пояса скрепляются по высоте вертикаль­ным гвоздевым забоем, а в горизонтальной плоскости крепятся гвоздями к прокладкам. Стыки брусков верхнего пояса располагаются по длине с та­ким расчетом, чтобы они находились не ближе 1/5 длины панели от узлов и чтобы расстояние между стыками было не менее 50 см. Крепление к поя­сам дощатых элементов решетки осуществляется на гвоздях с эксцентриси­тетом, с центрированием по внутренним кромкам досок решетки.

Нижний пояс проектируется из 2...4 досок. Стыки досок нижнего пояса перекрываются накладками и прокладками на нагелях и болтах. Опорный узел дощатой сегментной фермы показан на рис. 9.19.

В современном строительстве сегментные дощатые фермы на гвоздях практически не применяются, однако в старых зданиях (см. рис. 9.20) встречаются довольно часто и при правильной эксплуатации работают вполне надежно 60 и более лет.