Многоугольные фермы брусчатые

Верхний пояс – многоугольник вписанный или описанный вокруг окружности , нижний пояс – из профильной стали.

Длина панелей верхнего пояса меньше чем в клееных сегментных фермах, т.к. несущая способность панели ограничена размерами сечения бруса и его длиной.

Брус верхнего пояса перекрывает две панели и является неразрезной двухпролетной балкой.

Решение узлов аналогичны сегментным фермам. Раскосы и стойки через наконечники крепежа.

Узловой вкладыш имеет клиновидную форму в соответствии с переломом верхнего пояса в месте узла.

Расчет

1) Как неразрезная балка, когда средняя опора не имеет прокладки и брус верхнего пояса, представляет 2х пролетную неразрезную балку.

l – пропорция длины панели.

 - определяется по гибкости полной длины панели

2) Рассчитав как разрезную балку с пролетом, равным длин панели, когда средняя опора имеет такую просадку, что изгибающий момент на средней опоре равен О.

Решетки и стойки решетки имеют по концам металлические пластинки – наконечники, прикрепленные болтами к деревянному элементу и выполненные из уголка, для увеличения устойчивости из плоскости. В отличие от стойки в узле нижнего пояса, где она зажата между пластинками (наконечниками) раскосов. Пластинки – наконечники имеют одинаковую длину и разбивку под отверстия в целях унификации.

В узлы верхнего пояса там, где стык закладывают металлические вкладки, в центре которого узловой болт, к которому крепятся пластинки – наконечники.

Узловой вкладыш имеет клиновидную форму, соответственно с переломом верхнего пояса. Стыки верхнего пояса перекрывают жесткими деревянными накладками.

В узлах нижнего пояса допускается в нецентренное прикрепление элементов решетки, укрепляющее решение узла. Опорный узел решается как в сегментных фермах.

Расчет ферм

Нормативное усиление определяется аналитически, графически. Расч. усилия в элементах решетки наибольшие. Верхний пояс выполняют из брусьев, длина которых вдвое больше длины панели, получается двухпролетная неразрезная балка со средней опорой на стойке. Если нагрузка приложена не в узлах, то на средней опоре возникает отрицательный момент, величина которого зависит от просадки опоры, т. е. верхний пояс на стойке. Значение просадки неизвестно, оно зависит от точности сборки и качества древесины. Поэтому в расчете рассматривают два крайних случая.

Расчетный момент

             ;

Нижний пояс

Изгибающий момент в нижнем поясе равен произведению разности усилий в соседних панелях на значение е.

Разность усилий определяется при временной нагрузке (снеговой) на всем пролете, левой и правой половине фермы.

Напряжение по формуле сложного сопротивления, как растянуто-изогнутого стержня по СНиП II-23-81^*.

Треугольные фермы

Применяются для кровель из материалов, требующих большого уклона (1:2,5; 1:4)

Верхний пояс может быть из клееных блоков или из брусьев.

Н.П из профильной или круглой стали.

клееные                четырех панельных ферм

брусчатые              стойка растян., раскосысна.

Брусчатая ферма ЦНИИСК

Треугольные фермы

Применяются для кровель из материалов требующих большого уклона.

Отношение высоты в коньке к пролету применяют не менее:

для цельнодеревянных ферм

для ферм с метал. н. п.     

для ферм с метал. н. п. и клееным ВП

Схемы:

четырехпанельные со сжатыми раскосами и метал. н. п.

L

клееные

L                       

Брусчатые

из бревен и брусьев на лобовых врубках

с метал. н. поясом

треугольные 6 – панельные

клееные

брусчатые

четырех – панельные с растянутыми раскосами клееные

4-панельные с раст. раскосами брусчатые

Верхний пояс ферм выполняется или из клееных блоков или из брусьев. Нижний пояс рекомендуется выполнять из профильной или круглой стали. Возможно применение и деревянного нижнего пояса при тщательном отборе древесины.

Сжатые раскосы делают из брусьев или из клееного пакета. Растянутые элементы обычно из круглой стали. Решения узлов в треугольных фермах зависит от принятого типа решетки. Если ферма со сжатыми раскосами и растянутой стойкой примыкания сжатых раскосов к верхнему поясу и нижнему поясу осуществляется путем упора в специальные башмаки.

Узлы фермы

Расчет треугольных ферм

Верхний пояс. Кроме нормальных сил работают на изгиб от межузловой нагрузки и рассчитываются, как сжато – изгибаемые стержни. Нормальная сила для уменьшения изгибающего момента от нагрузки прикладывается с эксцентриситетом.

Если верхний пояс разрезной, то расчетный момент в панели равен

Если верхний пояс неразрезной, то расчет производится в 2^х предположениях: средняя опора не имеет просадки; средняя опора просела на величину прогиба, момент равен нулю и верхний пояс работает как разрезная балка с пролетом равным длине панели.

Нижний пояс рассчитывается на растяжение с учетом ослаблений в узлах и стыках. Местная нагрузка, вызывающая изгибающий момент в нижнем поясе – недопустима. Деревянный нижний пояс рассчитывают на растяжение по площади нетто в стыках, где учитываются ослабления от нагелей и болтов.

Решетка. Сжатые элементы рассчитываются на продольные изгиб, растянутые – на растяжение с учетом ослабления.

Узлы фермы. В клееной ферме с учетом раскоса в верхнем поясе необходимо проверить смятие древесины в опорном и коньковом узлах. В клееной ферме с растянутыми раскосами стальные валики, на которые надеваются с помощью петель элементы решетки на поперечный изгиб

Клееная треугольная ферма с упором раскосов в уступ верхнего пояса.

Клееная треугольная ферма ЦНИИСК с раскосами на узловых болтах

Расчет

Расчетные усилия в треугольной ферме получаются при снеговой нагрузке на всем пролете.

Верхний пояс помимо нормальных сил работают на изгиб от межузловой нагрузки и рассчитываются, как сжато – изгибаемые стержни. Нормальная сила в верхнем поясе как и в рассматриваемых фермах прикладывается с эксцентриситетом.

Если верхний пояс разрезной, то

Если верхний пояс неразрезной, то как и в многоугольной ферме 2 варианта: двухпролетная  разрезная.

Трапециевидные фермы

Со сжатыми и растянутыми опорными раскосами имеют небольшой уклон верхнего пояса и предназначены под мягкую рубероидную кровлю. Пролетом 12 – 24 м. Главным образом это – двускатные фермы.

Односкатные фермы в двухпролетном здании со средней опорой.

Решетка в фермах треугольная со стойками

Схемы: Брусчатые с растянутым опорным раскосом

для клееных ( )

 для клееных ( )

Клееные со сжатым опорным раскосом

Клееные с растянутым опорным раскосом

Наиболее индустриальными с наименьшим количеством элементов и узлов трапециевидные фермы получаются, если верхний пояс и решетка из клееных элементов.

Верхний пояс (сжато – изогнутый) выполнен из клееного пакета досок. Нижний пояс – металлический из уголков.

Стойки деревянные (клееные или брусчатые). Если опорный раскос – растянутый – металлический. Для уменьшения расчетных изгибающих моментов в верхнем поясе нормальная сила в нем путем упора только нижней частью сечения в узлах и стыках приложена с эксцентриситетом.

Расчет ферм

Нормальные усилия определяются аналитически, графически рассчитывая усилия от постоянной и временной на всем пролете и  пролета.

Верхний пояс – сжато – изогнутые стержни.

Разрезной верхний пояс , если неразрезной, как в многоугольных фермах.

Нижний пояс – металлический на растяжение.

Элементы решетки – сжатые на продольный изгиб, металлические наконечники на продольный изгиб.

Растянутые – на растяжение с учетом ослабления.

Узлы аналогично деревянным фермам.

Шпренгельные системы

Шпренгельными называются стержневые системы, состоящие из способных самостоятельно работать деревянных конструкций, которые, кроме того, содержат дополнительные элементы, предназначенные для уменьшения изгибающих моментов основных элементов, загруженных внеузловой нагрузкой. Схемы простейших шпренгельных систем:

Верхний пояс шпренгельных систем выполняют из клееных деревянных блоков, брусьев или бревен. Нижний пояс изготавливают из круглой стали или стальных профилей. Как правило, узлы нижнего пояса шпренгельных систем располагаются ниже отметки опорных узлов. Вследствие этого их нижние промежуточные узлы являются неустойчивыми и для устранения возможного выхода их из плоскости фермы осуществляют попарное закрепление конструкций вертикальными связями. Связи крепят к стойкам шпренгельных систем. Решетка шпренгельных систем обычно состоит из вертикально поставленных деревянных стоек.

Расчет шпренгельных систем

Усилия в стержнях системы вычисляют общими методами строительной механики.

Расчет шпренгельной балки производится при двух возможных схемах ее работы:

а) просадки на средней опоре нет, и верхний пояс представляет собой неразрезную балку; в этом случае имеет место максимальный отрицательный момент на средней опоре.

б) просадка средней опоры такова, что изгибающий момент на ней равен нулю, а верхний пояс представляет собой две однопролетные балки; в этом случае максимальный положительный момент в пролете.