Файл: Ветрюк И.М. Конструкции из дерева и пластмасс учеб. пособие.pdf

Каждой панели верхнего пояса фермы придается строитель­ ный подъем:

Среднему узлу обоих скатов верхнего пояса четырехпанельных ферм также рекомендуется придавать строительный подъем, равный трехкратному строительному подъему балок. Нижнему поясу ферм придается строительный подъем не менее

Верхний пояс из клееных прямолинейных блоков в отличие от брусчатых и балок Деревягина может быть выполнен нераз­ резным на длине двух панелей, что особенно важно для умень­ шения числа монтажных элементов и повышения устойчивости ферм из плоскости при их монтаже. Опорный и коньковый узлы здесь также решаются с эксцентриситетом для получения раз­ гружающих изгибающих моментов. Расчетные схемы изгибаю­ щих моментов при неразрезности верхнего пояса даны на рис. 91.

В Центральном научно-исследовательском институте строи­ тельных конструкций имени В. А. Кучеренко (ЦНИИСК) прово­ дится большая работа по усовершенствованию конструкций брус­ чатых металлодеревянных ферм. В настоящее время уже полу­ чили широкое применение в промышленном строительстве разра­ ботанные Г. В. Свенцицким новые типы дву- и односкатных многоугольных брусчатых металлодеревянных ферм, отличаю­ щихся технологичностью изготовления, высокой степенью сборности и хорошей надежностью в эксплуатации.

На рис. 92—96 показаны некоторые типы металлодеревянных ферм, разработанных ЦНИИСК. На рис. 92 показана треуголь­ ная брусчатая металлодеревянная ферма пролетом 15 л с под­ весным потолком. Панели верхнего пояса нагружены внеузловой нагрузкой кровельными щитами под асбестоцементную кровлю из волнистых листов. Нижний пояс и раскосы средней панели металлические. Подвесной потолок состоит из утепленных клее-

196

фанерных панелей пролетом 5 м, уложенных по прогонам, подве­ шенных в узлах нижнего пояса,

На рис. 93 показана пятиугольная металлодеревянная ферма

брусьев с прокладками между ними, расположенными через 1 м. Сечением брусьев предварительно задаются.

При расчете верхнего пояса приняты следующие предполо­ жения:

верхний брус рассматривается как двухпролетная неразрез­ ная балка, работающая только на изгиб от внеузловой нагрузки; нижний брус — двухпролетный неразрезной, воспринимаю­ щий продольное усилие и одновременно работающий на изгиб от части внеузловой нагрузки, передающейся через прокладки в ви­ де сосредоточенных сил. Благодаря этому верхний брус пояса допускает любое расположение прогонов или щитов крыши меж­

мающих усилий на нижний брус осуществляется с эксцентриси­ тетом, создающим момент обратного знака по отношению к мо­ менту от вертикальной нагрузки.

Из условия равенства моментов на концах и на средней опо­ ре нижнего бруса, выражаемого уравнением

PI Ne

определяется наибольшая сосредоточенная сила Р, передающая через прокладки от верхнего бруса нижнему:

где е — наибольший возможный эксцентриситет сжимающих уси­ лий, рассчитанный по формуле (37) при замене М значе­ нием Ne:

g — коэффициент, определяемый по формуле (38). Наибольший изгибающий момент на средней опоре нижнего

бруса

197

Проверка нижнего бруса на внецентренное сжатие не произ­ водится, так как расчет выполнен исходя из использования его несущей способности в плоскости фермы [7]. Из плоскости фермы нижний брус проверяется на устойчивость по формуле (8).

Рис. 93. Пятиугольная металлодеревянная ферма системы ЦНИИСК и конструкции ,узлов.

На рис. 94 показан третий тип металлодеревянной фермы, разработанный ЦНИИСК,— многоугольной фермы — с очертани­ ем верхнего пояса в виде описанного около кругового сегмента правильного многоугольника со сторонами, равными двум пане­ лям верхнего пояса. Верхний пояс собирается из брусьев (кося-

200

ков) одинакового сечения и длины, за исключением крайних па­ нелей, которые выполняются из тех же брусьев, но половинной длины.

Ферма рассчитана на внеузловую равномерно распределен­ ную нагрузку по верхнему поясу от кровельных щитов или пане­ лей или на сосредоточенную нагрузку от прогонов, расположен-

Рис. 94. Многоугольная металлодеревянная ферма ЦНИИСК пролетом 24 ж и конструкции узлов:

/ — опорный стальной башмак; 2 — стальной вкладыш; 3 — опорная подкладка.

ных на близком расстоянии друг от друга; при таком решении панель верхнего пояса работает на сжатие с изгибом. Для созда­ ния в панели обратного изгибающего момента концы брусьев примыкают друг к другу с эксцентриситетом вниз от оси элемента.

Брусья верхнего пояса образуют двухпролетные неразрезные балки (за исключением крайних панелей). Учитывая возможность

201

просадки узла над стойкой из-за усушечных и упругопластинчатых деформаций, отрицательный момент в этом узле условно принимается равным нулю. Чтобы обеспечить возможно более полное использование материала, рекомендуется назначить экс­ центриситет приложения нормальной силы в стыках верхнего поя­ са исходя из условия равенства моментов посредине панели и на концах ее по абсолютным их величинам.

( o , i 2 5 ? i / n 2 - ^ ) 4 - = ^ ;

при сосредоточенной от прогона нагрузке на панель

202

Все брусья верхнего пояса соединяются парными деревян­ ными накладками стянутыми болтами. Раскосы присоединяются к поясам парными стальными накладками, прикрепленными

Рис. 96. Узел верхнего пояса многоугольной фермы без стального вкладыша.

к концам раскосов нагелями или гвоздями и надетыми на узловой болт, который закрепляется в стальном вкладыше. В нижнем поя­ се узловой болт приваривается к уголкам пояса, а парные сталь­ ные накладки элементов решетки надеваются на концы болта. Поскольку равнодействующая усилий раскосов в узле верхнего пояса направлена вниз, то необходимо в узлах без стального вкладыша (рис. 96) узловой болт располагать выше оси накла­ док (во избежание разрыва накладок поперек волокон). Сечение накладок принимается прямоугольным, причем больший размер сечения устанавливается по направлению оси болта.

Усилие, передаваемое стальными планками узловому болту,

в узле необходимо учитывать (при невыгодном загружении фер­ мы снеговой нагрузкой) не только равнодействующую, но и угол, образуемый ею с направлением волокон брусьев пояса (рис. 96).

Накладки прикрепляются к поясу болтами, подбираемыми с запасом прочности в предположении, что на них передается по­ ловина равнодействующей усилий в раскосах.

203

Для того чтобы в узлах верхнего пояса полностью устранить возможность разрыва накладок и брусьев поперек волокон и из­ бежать больших деформаций от смятия древесины под узловым болтом, нужно применять узлы со стальными вкладышами (рис. 94). Такое решение следует рекомендовать для ферм боль­ ших пролетов и со значительными нагрузками.

§47. МЕТАЛЛОДЕРЕВЯННЫЕ ДВУСКАТНЫЕ И СЕГМЕНТНЫЕ ФЕРМЫ

СВЕРХНИМ ПОЯСОМ ИЗ КЛЕЕНЫХ БЛОКОВ

Создание серии болынепанельных металлодеревянных ферм с прямолинейным и кругового очертания верхним поясом отве­

ферма с прямолинейным клееным верхним, поясом прямоуголь­ ного профиля из досок.

Такого типа фермы могут выполняться для пролетов 12—24 м и высотой 1/7 /. Фермы индустриального изготовления. Собирают­ ся из однотипных прямолинейных клееных блоков верхнего пояса, элементов решетки, крайних панелей нижнего пояса и металли­ ческого шпренгеля, заменяющего средние панели нижнего пояса и крайние растянутые раскосы.

Эти фермы, как и все большепанельные фермы с верхним поясом из составных балок или клееных блоков, рассчитываются на внеузловую нагрузку. Поэтому для погашения изгибающего момента от внеузловой нагрузки места сопряжения блоков верх­ него пояса выполняются с эксцентриситетом.

В сегментных фермах верхний пояс состоит из дощатых клееных криволинейных блоков, образующих круговое очертание. Высоту сегментных ферм обычно принимают 1/6 пролета. При такой высоте фермы ось верхнего пояса кругового очертания близка к оси параболы, а стало быть и к кривой давления от рав­ номерно распределенной по пролету нагрузки. Благодаря этому усилия в поясе получаются примерно одинаковыми по всей длине, что обеспечивает полное использование расчетного сопротивления древесины при одинаковом сечении всех панелей пояса. Стержни решетки сегментных ферм включаются в работу в основном лишь при несимметричном загружении фермы и воспринимают знако­ переменные усилия.

Сечение верхнего пояса принимается прямоугольным с отно­ шением высоты сечения к его ширине не более 4. Сечение раско­ сов квадратное или прямоугольное. Нижний пояс металлический (обычно из уголков).

В зависимости от перекрываемого пролета сегментные фермы

204