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. Расчетом также определяется количество болтов в наконечниках и напряжение смятия торцов верхнего пояса. Промежуточные узлы примыкания стоек и раскосов к верхнему поясу решаются аналогичным образом. Узлы нижнего пояса металлодеревянных ферм выполняются с помощью двух фасонок, приваренных к поясу. К фасонкам болтами крепятся деревянные раскосы.Болты рассчитываются на максимальные усилия в раскосах. Узлы ферм из цельных элементов на лобовых врубках решаются и рассчитываются по правилам конструирования и расчета соединений на врубках (на смятие и скалывание).

Пространственные деревянные конструкции

Пространственные деревянные конструкции различаются в зависимости от формы плана перекрываемого здания и способов их опирания на стены.

К основным конструктивным типам пространственных деревянных конструкций относятся:

· своды при прямоугольном плане и опирании по продольным сторонам или по контуру здания;

· складки и своды-оболочки при опирании в основном только на торцовые стены;

· крестовые своды при опирании на колонны, расположенные в углах квадратного в плане здания;

· сомкнутые своды - при опирании по контуру здания квадратного или многоугольного в плане;

· купола - при опирании по контуру круглого в плане здания.

Все указанные выше решения могут быть выполнены в виде

1. тонкостенных оболочек;

2. ребристых складок и оболочек, в которых для увеличения жесткости тонкостенные элементы усилены ребрами;

3. сетчатых систем.

В таких пространственных деревянных конструкциях как складки, своды-оболочки, купола-оболочки, элементы ограждения совмещены с элементами конструкции, поэтому при применении этих систем в утепленных покрытиях необходимо предотвратить опасность конденсационного увлажнения и загнивания деревянных элементов конструкций. В этих конструкциях должны быть приняты меры по беспечению надежного осушающего эксплуатационного режима покрытия (надежная кровля, осушающие продухи, применение негниющих и несгораемых утеплителей и т. д.), а в конструкциях постоянного назначения обязательно антисептирование древесины.

Кружально-сетчатые своды и купола не являются совмещенными конструкциями, поэтому опасность загнивания в этих системах значительно меньше, чем в оболочках или складках.

В отличие от плоскостных систем в пространственных деревянных конструкциях разрушение какого-либо одного элемента обычно не приводит к обрушению всей конструкции, поскольку вместо выбывшего элемента в работу включаются смежные, пространственно связанные с разрушившимся элементом. Разрушение пространственных д. к. обычно сопровождается большими деформациями, приводящими к искажению геометрической формы конструкции, в некоторых случаях разрушение происходит от потери устойчивости всей системы (распорные своды) или отдельных ее элементов.

Складки, своды-оболочки и купола-оболочки ранее создавались в виде гвоздевых конструкций построечного изготовления. Такого рода конструкции многодельны в выполнении и обладают повышенной деформативностью из-за податливости гвоздевых соединений. В последние годы эти конструкции можно выполнять из клееных или клеефанерных блоков, которые изготовляют заводским путем, а сборку ведут индустриальными методами. Применение клея в качестве соединения элементов складок и оболочек значительно увеличит их жесткость.

Для создания клееных и клеефанерных складок и оболочек необходимо опытное проектирование и экспериментальная их проверка при изготовлении, монтаже и в эксплуатации.

Применение пространственных деревянных конструкций целесообразно в следующих случаях:

1. если необходимо использовать внутренний габарит помещения при малой строительной высоте конструкции и, следовательно, нецелесообразно применение подвесного потолка;

2. если распор желательно передать не сосредоточенно, а по всей длине фундаментов или продольных стен (область применения распорных сводов);

3. если в продольных стенах необходимы большие проемы для ворот (например, в ангарах) и опирание должно осуществляться на торцовые стены (область применения ребристых сводов-оболочек и складок);

4. в покрытиях над помещениями круглыми, квадратными или многоугольными в плане (область применения куполов и сомкнутых сводов).

Применение пространственных деревянных конструкций нецелесообразно в покрытиях над зданиями с высокой влажностью воздуха, а также в многорядовых покрытиях с ендовами, так как в них возможно образование снеговых мешков.
К массовому применению рекомендуются конструкции индустриального изготовления - кружально-сетчатые своды и купола.