Пролет таких ферм составляет до 36 м. рис1. Величина пролета определяется количеством панелей верхнего пояса. Высота фермы в пролете составляет (1/6…1/8)L. Верхний пояс является дощато-клееным очерченным по дуге окружности, что делает решетку малонагруженной и упрощает конструкцию узлов. Верхний пояс может быть неразрезным или разрезным состоящим из блоков, которым придается подъем 1/200L. Нижний пояс выполняет функцию затяжки и является растянутым и выполняется из металлических уголков или арматурной стали. Решетка фермы треугольная поэтому в узлах сходятся не более 2х стержней, что упрощает их конструкцию. Стержни решетки могут быть брусчатыми или дощато-клееными. Конструктивные решения узлов верхнего пояса: 1) для разрезного пояса.а) без металлического вкладыша. Рис2. Такое конструктивное решение применяется когда сжимающее усилие в панелях верхнего пояса является значительной, а изгибающий момент менее значителен. Б) С применением металлического вкладыша. Рис3. Наличие металлического позволяет применять такое конструктивное решение при любых комбинациях усилий, но при этом усложняя конструктивное решении узла. 2) Для неразрезного пояса. Рис4. Конструктивные решения узлов нижнего пояса: 1) С применением вертикально фасонки к которой крепятся стержни решетки на болтах или заклепках. рис5. Недостаток ввиду сложности крепления стержней решетки к фасонке, наблюдаются зазоры между фасонкой и пазом выполненного в торце стержня решетки влекущем к удержанию влаги.2) С применением узловой шпильки. Рис 6. Недостаток: имеется расцентровка в узле на величину е, которая вызывает появление момента, действующего в нижнем поясе и является дополнительным усилием.
|
|
Сегментные клееные фермы: расчет.
При расчете ферм необходимо рассмотреть следующие сочетания нагрузок: 1) Постоянная и Временная распределенная по всему пролету. рис1. 2) Постоянная и Временная равномерно-распределенная на половине пролета. рис2. 3) Постоянная и Временная равномерно-распределенная на половине пролета по закону треугольника. Рис3. Усилия в стержнях фермы определяются методами строительной механики от каждого из загружений. Расчет стержней производится на действие наибольших усилий. Верхний пояс заменяется хордами и работает как сжато-изгибаемый элемент. Поэтому рассчитывается из условия прочности. рис4. σс=N/Fрасч+Mq/Wрасч≤Rc*mб*mсл*mгн
Mq=M/ξ; M= Mq+ MN, М- расчетный изгибающий момент в панели пояса, Mq- момент от внешней нагрузки, MN- момент вызванный прогибом пояса и опред.: MN=-N*f. Момент MN является разгружающим. В фермах с неразрезным верхним поясом изгибающий момент от внешней нагрузки определяется как для многопролетной неразрезной балки, опорами которой являются стыки присоединения раскосов. Нижний пояс рассчитывается как растянутый элемент, а в случаи наличия расцентровки, как внецентренно растянутый. 1/(Ry*ϒc)*[N/Fнт*M/Wнт]≤1, M=|N1-N2|*e, Сжатые раскосы рассчитываются с учетом продольного изгиба: N/(ϕ*Fрасч)≤ Rc*mб*mсл, Растянутые раскосы рассчитываются как центрально-растянутые элементы: N/Fнт≤ Rр*mб*mсл.
Многоугольные брусчатые фермы.
Эти фермы применяются при пролетах от 12 до 30 м. Высота фермы в середине пролета (1/6 …1/7)L. Верхний пояс представляет собой многоугольник вписанный или описанный около окружности. рис1. Верхний пояс выполняется из отдельных брусьев на 2 или 3 панели. Для расчет верхнего пояса рассматривают два возможных случая: 1) Промежуточная опора не имеет просадку, расчет выполняется как для 2х пролетной неразрезной балки. рис2. Момент MN появляется в результате внецентренного стыкования брусьев верхнего пояса в местах излома. 2) Промежуточная опора имеет просадку. В этом случае расчетная схема верхнего пояса однопролетная разрезная балка. Рис3. Верхний пояс рассчитывается как сжато-изгибаемый элемент: σс=N/Fрасч+M/(ξ*Wрасч)≤Rc, Решетка этих ферм треугольная со стойками, стержни решетки выполняются из брусьев или досок. Нижний пояс может быть металлическим или деревянным. Узлы крепления решетки к поясам решены так же как и в сигментных фермах. Расчет нижнего пояса и стержней решетки аналогичен расчетам соответствующих элементов в сигментной ферме. Сжатые раскосы рассчитываются с учетом продольного изгиба: N/(ϕ*Fрасч)≤ Rc*mб*mсл, Растянутые раскосы рассчитываются как центрально-растянутые элементы: N/Fнт≤ Rр*mб*mсл. Нижний пояс рассчитывается как растянутый элемент, а в случаи наличия расцентровки, как внецентренно растянутый. 1/(Ry*ϒc)*[N/Fнт*M/Wнт]≤1, M=|N1-N2|*e
|
|
Треугольные фермы.
Виды треугольных ферм: 1) Из бревен или брусьев соединенных при помощи лобовых врубок с деревянным или металлическим нижнем поясом Эти фермы построечного изготовления. Для того чтобы обеспечить работу раскосов только на сжатие применяется раскосная решетка. рис1. Нижний пояс и стойка как правило выполняются из круглой сортовой стали. Опорные узлы фермы с деревянным нижнем поясом осуществляется лобовым упором с одним или 2мя зубьями, либо лобовым упором в деревянную подушку. рис2. Раскосы присоединяются к поясам на лобовых врубках с одним зубом.1) Дощатые фермы с соединением стержней на металлических зубчатых пластинках (МЗП)или на гвоздях с применением прокладок и накладок из досок. Решетка этих ферм треугольная. Рис3. 2)Фермы с соединением на МЗП только заводского изготовления. Конструктивное решение узла на МЗП. рис 4. Опорный узел на гвоздях рис5. Узел присоединения верхнего пояса при помощи гвоздей. рис6. 3) Треугольные фермы системы ЦНИИСК. Эти фермы являются 4х или 6 панельными и применяются для кровель из материалов требующих значительного уклона. Верхний пояс выполняется из брусьев, дошато-клееных блоков, из балок на пластинчатых нагелях. Нижний пояс может выполняться из сортовой стали(парные уголки, арматура) либо из бруса или клееной древесины. Решетка фермы треугольная с раскосами из бруса. рис7. Конструктивные решения присоединения раскосов к поясам. 1) С применением металлического башмака. рис8. 2) С непосредственным упором в пояс с подрезкой. рис9. 4) На узловых болтах. Конструктивное решение опорного узла, с деревянным нижнем поясом. рис10. Если треугольные фермы имеют треугольную решетку со стойками, то работа верхнего пояса рассматривается в 2х случаях с просадкой и без просадки промежуточных опор. Нижний пояс рассматривается из условия прочности центрально-растянутого элемента. Сжатые стенки решетки рассчитываются с учетом продольного изгиба, а растянутые из условия прочности.
|
|
Шпренгельные системы.
Это системы которые могут работать самостоятельно и позволяющие уменьшать изгибающий момент и деформативность основного конструктивного элемента. Их применяют при пролетах от 9 до 100 м. Виды шпренгельной системы: 1) При пролете от 9 до 15 м. рис 1. 2) рис2. от 15м до 36м. 3) рис3. от 36 до 100м. Верхний пояс выполняется деревянным а нижний металлическим. рис4. Шпренгельная система применяется для усиления основного конструктивного деревянного элемента.
Решетчатые стойки
Их применяют для придания зданию поперечной устойчивости, а так же в конструкциях торцевых стен. Решетчатая стойка состоит из 2х ветвей соединенных треугольной решеткой из досок. Каждая ветвь представленная одним или двумя брусьями. Если ветвь представленная одним брусом то применяют двойную решетку охватывающую ветви с двух сторон. рис1. Узлы крепления стержней решетки к ветвям решены внецентренно, что приводит к появлению дополнительного момента, сжимающего момента в ветвях на величину N*e. Решетчатые стойки прикрепляют к фундаменту с помощью металлических анкеров из полосовой или круглой стали. Стойки бывают с параллельными ветвями, треугольного очертания или при наличии мостового крана ступенчатого очертания. При определении усилий в элементах решетчатой стойки от действия горизонтальной нагрузки ее рассматривают как консольную ферму защемленную в фундаменте. Расчет стойки ведется с учетом податливости связи, тоесть коэффициент продольного изгиба определяется в зависимости от приведенной гибкости λп. Эти стойки работают как сжато-изгибаемый элемент, гибкость отдельной ветви λв=0. Стойку проверяют в плоскости рамы, в исплоскости рамы, а так же проверяют на прочность отдельную ветвь в стойке.