Треугольные фермы из клееной древесины

Клеедеревянные фермы треугольного очертания заводского изготовления в основном имеют пролеты от 12 до 24 м и высоту, равную 1/6 (1/7) пролета.Верхний пояс ферм имеет прямую форму, крупное прямоугольное сечение и способен нести межузловую нагрузку от настилов покрытия. Ширину сечения пояса обычно принимают не более 17 см, с тем чтобы его можно было склеивать из досок без их стыкования по кромкам. Нижний пояс обычно делают стальным из двух стальных уголков, соединенных полками внутрь, и имеет такую же ширину, как и ширина верхнего пояса для упрощения конструкции узлов. Из-за стального нижнего пояса эти фермы называют иногда металлодеревянными.

Также бывают шпренгельные треуг. фермы пролетом18…21 м

Все раскосы ферм работают только на сжатие и имеют прямоугольное сечение такой же ширины, как у сечения верхнего пояса. Стойки ферм работают только на растяжение и изготовляются из одиночных стальных арматурных стержней.

Если верхний пояс разрезной то расчётный момент в понели:

Нижний пояс: рассчитывается на растяжение с учётом имеющихся ослаблений в узлах и стыках. Местная поперечная нагрузка, например от подвесного потолка, вызывающая изгибающие моменты в нижнем поясе, недопустима.

Деревянный нижний пояс рассчитывают на растяжение по площади нетто в стыках или узлах, где учитывают ослабления от нагелей.

Решётка: расчёт элементов решётки-раскосов и стоек в треугольных фермах ничем не отличается от их расчёта в ранее рассмотренных типах ферм: сжатые элементы решётки рассчитывают на продольный изгиб,растянутые проверяют на растяжение с учётом имеющихся ослаблений.

50 Трапециевидные фермы из неклееной и клееной древесины. Основные схемы, сечения элементов. Усилия, принцип расчета.

51. Многоугольные брусчатые фермы. Основные схемы, сечения элементов. Усилия, принципы расчета.

В этих фермах верхний пояс представляет собой многоугольник, вписанный в окружность или описанный около нее. Отношение высоты фермы к пролету принимают таким же, как в сегментных фермах, т.е. от 1/6 до 1/7. Нижний пояс дела­ют, как правило, металлическим из профильной стали. Решетку принимают треугольной со стойками. Длина панели верхнего пояса значительно мень­ше, чем в клееных сегментных фермах, так как несущая способность пане­ли ограничена размерами сечения бруса и его длиной.

Как видно из этих схем, брус верхнего пояса перекрывает две пане­ли и является двухпролетной неразрезной балкой, за исключениемопорных панелей, имеющих вдвое меньшую длину.

Решение узлов в многоугольных фермах (рис. 6.6.) во многом ана­логично решению узлов в сегментных клееных фермах. Раскосы и стойки решетки имеют по концам металлические пластинки - наконечники, при­крепленные болтами к деревянному элементу и выполненные из полосовой стали, за исключением верхнего наконечника стойки, который делают из уголка. Применение здесь уголка необходимо потому, что в отличие от сред­ней пластинки - наконечника стойки, которая зажата между пластинками раскосов в нижнем узле (что обеспечивает ей дополнительную устойчи­вость из плоскости), в верхнем узле пластинка-наконечник была бы свобод­на в отношении продольного изгиба из плоскости и потому должна быть за­менена наконечником из жесткого профиля. В целях унификации пластинки-наконечники для всех раскосов и низа стойки имеют одну и ту же длину и одинаковую разбивку отверстий для болтов. Наконечники-уголки для вер­ха стойки также все одинаковы.

В узлы верхнего пояса, там, где находится его стык, закладывают металлические вкладыши. В центре проходит узловой болт, на который при сборке надевают пластинки-наконечники. Вкладыш имеет клиновидную форму в соответствии с переломом верхнего пояса в месте узла. Стойки к верхнему поясу (стойки сжаты) присоединяют также с помощью пластинок, но так как пояс в этом месте не имеет стыка, то узловые пластинки-наконеч­ники надевают на болт, вставленный в проушины пластинки, которая пере­дает усилия от стойки на верхний пояс (см. рис. 6.6.). Пластинку-наконечник заранее скрепляют с брусом верхнего пояса расчетным количеством гвоздей или болтов. Стыки верхнего пояса перекрывают деревянными накладками на болтах.

Узлы прикрепления элементов решетки к нижнему поясу выполня­ют с небольшим эксцентриситетом, как это показано на рис. 6.8., благодаря чему существенно упрощается решение узлов. Возможность внецентренного решения узлов объясняется возникновением в элементах решетки много­угольных ферм относительно небольших расчетных продольных усилий, передаваемых на нижний пояс через болт. Стык нижнего пояса выполняют в любом удобном месте. Он перекрывается или уголками, или пластинками из полосовой стали. Опорный узел может быть решен так же, как в сегмент­ных фермах. Многоугольные фермы близки по очертанию сегментным, и расчетные продольные усилия в раскосах и стойках получаются небольши­ми при загружении снеговой нагрузкой всего пролета.

Верхний пояс в многоугольных фермах выполняют из брусьев, длина которых вдвое превышает длину панели. Таким образом, брус верхне­го пояса представляет собой двухпролетную балку со средней опорой на стойке решетки. Если нагрузка приложена не только в узлах, но и между ни­ми (обычный случай), то на средней опоре возникает изгибающий момент, значение которого зависит от осадки опоры, т.е. от просадки бруса верхне­го пояса на стойке. Значение этой просадки в общем случае неизвестно - оно зависит от точности сборки фермы, качества древесины и пр. Поэтому в рас­чете рассматривают два крайних случая: 1) средняя опора не имеет просад­ки, и брус верхнего пояса представляет собой двухпролетную неразрезную балку; 2) средняя опора имеет такую просадку, что изгибающий момент на средней опоре равен нулю, и брус верхнего пояса представляет собой, сле­довательно, разрезную балку с пролетом, равным длине панели.

Для уменьшения расчетных изгибающих моментов от межузловой нагрузки в верхнем поясе искусственно создают изгибающий момент обрат­ного знака, для чего в промежуточных узлах верхнего пояса фермы приме­няют внецентренное стыкование брусьев, осуществляя упор только нижних частей поперечного сечения брусьев. Тот же прием применяют и в опорных узлах. С учетом сказанного верхний пояс, являющийся в любом варианте сжато-изгибаемым стержнем, рассчитывают следующим образом.

1. Расчет ведут как для двухпролетной неразрезной балки. Момент на средней опоре при равномерно распределенной нагрузке (см. рис. 6.7 а).

Mq= - qP/8,

где / - проекция длины панели.

Нормальная сила N приложена на крайней опоре с эксцентрисите­том е, тогда M_N= Ne.

Момент на средней опоре M_N= 0,5Ne,

так как эпюра моментов проходит через фокусную точку, находя­щуюся на расстоянии 1/3/ от средней опоры.

Расчетный момент на средней опоре (см. рис. 6.9.,а) М = Mq+ M_N= - qP/8 + 0,5Ne.

Внецентренное приложение силы N уменьшило расчетный момент. Положительный момент в половине длины панели М = qP/16 - Ne/4. Расчетным моментом обычно является момент на средней опоре. Проверка сечения:

σс = N/F_paсч + М_д/W_расч<R_c при Мд =М/ξ

Коэффициент ^ определяют при гибкости верхнего пояса, подсчи­танной по полной длине панели, что идет в запас прочности, так как при не­разрезном верхнем поясе возможно определение гибкости по длине между нулевыми точками эпюры моментов.

2. Рассчитывают как разрезную балку с пролетом, равным длине панели (см. рис. 6.76). Момент посередине длины панели от поперечной на- грузки при равномерно распределенной нагрузке

Mq= qP/8, где / - проекция длины панели.

Момент от эксцентричного приложения нормальной силы M_N= Ne.

Расчетный момент М = Mq- M_N.

Проверку сечения производят так же, как в предыдущем случае, причем гибкость определяют по полной длине панели.

Нижний пояс. Раскосы прикрепляют с эксцентриситетом, равным расстоянию от центра узлового болта до оси уголка пояса (см. рис. 6.6.). Из­гибающий момент в нижнем поясе при этом равен произведению разности усилий в соседних панелях нижнего пояса на значение эксцентриситета. Разность усилий определяют при временной нагрузке (снеговой) на всем пролете, на левой и правой половинах фермы. Для всех трех случаев под­считывают изгибающий момент и растягивающее усилие и проверяют на­пряжение в нижнем поясе по формуле сложного сопротивления как для рас­тянуто-изгибаемого стального стержня.

Решетка. Сжатые элементы решетки проверяют на продольный из­гиб, а растянутые - на растяжение по площади нетто с учетом ослаблений.