5. Пролетные строения с дощато-гвоздевыми фермами

Дощато-гвоздевая ферма состоит из верхнего и нижнего поя­сов, перекрестной стенки из двух слоев досок, шапочной доски по верхнему поясу, опорных и промежуточных ребер жесткости. Дос­ки стенки и поясов соединяют гвоздями (рис. 13).

Рис. 13. Опорная секция дощато-гвоздевой фермы:

1 — опорное ребро жесткости; 2 — доски верхнего пояса; 3 — шапочная доска; 4 — ребро жесткости из досок: .5 — ребро жесткости из брусьев; 6 — доски стенки; 7 — доски нижнего пояса; 8 — опорная часть

Пояса ферм работают на осевые усилия. Пара сил, возникаю­щих в поясах на плече, равном расстоянию между центрами их тяжести, воспринимает внешний изгибающий момент от собствен­ного веса и воздействия подвижной нагрузки. Доски перекрестной стенки обеспечивают совместную работу поясов и воспринимают поперечную силу. Шапочная доска по верхнему поясу выравнива­ет его и обеспечивает его устойчивость из плоскости фермы. Реб­ра жесткости обеспечивают устойчивость перекрестной стенки. Опорные ребра жесткости, кроме того, воспринимают опорные ре­акции и передают их доскам перекрестной стенки.

Фермы длиной до 15 м можно изготавливать и перевозить це­лыми. При большей длине дощато-гвоздевые фермы образуются из двух опорных и одной или нескольких промежуточных секций, сое­диненных между собой монтажными стыковыми накладками.

Высоту дощато-гвоздевых ферм принимают по условиям обес­печения жесткости, равной 1/8- 1/12 от длины пролета.

Сечения верхнего и нижнего поясов принимают одинаковыми и постоянными по всей длине пролета. Пояса рекомендуется выпол­нять из нестроганых досок толщиной 50, 60 или 75 мм и шириной 130, 150, 180, 200 или 220 мм. Доски располагаются с каждой сто­роны стенки в один слой. В каждом слое доски располагают по высоте в один, два или три яруса (рис. 14). Это определяется особенностью работы гвоздевых соединений: гвозди могут эф­фективно включить в работу только поясные доски, которые непо­средственно примыкают к стенке.

Рис. 14. Конструкция поясов из Рис. 10.16. Конструкция пояса из

досок брусьев

В поясах ферм могут быть использованы и брусья. В этом слу­чае каждую полуферму сначала изготавливают отдельно. Каждый слой стенки прибивают гвоздями к поясным брусьям. Готовые по­луфермы соединяются гвоздями, забиваемыми крестообразно (рис. 15).

Следует иметь в виду, что применение брусчатых поясов тре­бует более строгого контроля качества работ, так как работы по соединению каждой полуфермы оказываются скрытыми. Кроме того, необходим строгий контроль правильности постановки наклонных гвоздей, соединяющих полуфермы.

Стенка дощато-гвоздевой фермы конструируется из двух пере­крестных досок толщиной по 25 мм при высоте фермы до 2 м и толщиной по 32 мм при высоте фермы более 2 м. Угол α наклона досок перекрестной стенки к нижнему поясу принимают рав­ным 45°,

Опорные ребра жесткости принимают того же сечения, что и поясов. Кроме того, их усиливают накладными брусьями, стянутыми болтами. Промежуточные ребра жесткости ставят не реже чем через 1/8 пролета. Их ширину принимают равной половине ши­рины поясов. В местах постановки поперечных связей ребра жест­кости, как и опорные, усиливают накладными брусьями на стяж­ных болтах.

Для крепления поясов и ребер жесткости используют гвозди диаметром 5 и 6 мм. Гвозди забивают с соблюдением норм их рас­становки с одной стороны пояса или с двух сторон. Забивка гвоз­дей с двух сторон создает большую плотность и более благоприятную работу гвоздей. Забивка гвоздей с одной стороны удобна при изготовлении ферм в горизон­тальном положении без перекан­товки.

Секции по длине фермы сты­куют дощатыми монтажными сты­ковыми накладками, устанавли­ваемыми на поясах и на стенке (рис.16). Пояса блоков соеди­няются двусторонними накладками на металлических нагелях диа­метром 16 мм. Сечение поясных накладок принимается таким же, как и сечение досок пояса. Длину стыковых накладок в верхнем поясе принимают меньшей, чем в нижнем поясе. Она определяется условием размещения 30% нагелей в накладках нижнего пояса. Однако сокращение числа нагелей возможно только при условии тщательной приторцовки досок верхнего пояса в стыке, что обеспе­чивает передачу сжимающего усилия. Не менее 10% нагелей в на­кладках заменяют болтами.

Рис. 16. Монтажный стык дощато-гвоздевой фермы:

1— накладка верхнего пояса; 2 — накладка стенки; 3 - дополнительное дощатое ребро жесткости; 4 — накладка нижнего пояса

Стыковые двусторонние накладки стенки размещаются между дополнительными дощатыми ребрами, находящимися на концах секций ферм. Накладки изготав­ливают из досок толщиной 4—5 см. Их накладывают вдоль досок стенки и прибивают гвоздя­ми, размещаемыми вертикальными рядами (см. рис. 16). Поло­вину гвоздей забивают в доски накладки с одной стороны, поло­вину—с другой. Гвозди проби­вают насквозь.

Горизонтальные верхние связи устраивают из досок. В пролет­ных строениях с четырьмя и ше­стью главными фермами связи имеют раскосую систему решетки (рис.17). Доски связей прибивают гвоздями к шапочной дос­ке пояса.

Рис. 17. Схемы верхних горизон­тальных связей

Промежутки между элементами связей на шапочной доске закладывают об­резками досок (рис. 18), по закладные доскам нашивают продольную за­щитную доску 1, на которую укладывают поперечины. Защитная доска за счет создаваемого зазора предохраняет элементы связей от воздействия поперечин при их изгибе.

Рис. 18. Конструкция узла верхних горизонтальных связей:

1—защитная доска; 2 — закладная доска; 3 — шапочная доска; 4 — пояс; 5 — стенка; 6 — распорка связей; 7 — раскос связей

Поперечные вертикальные связи выполняют в виде двухслой­ных дощатых щитовых диафрагм (рис.19), образованных из наклонных перекрестных досок стенки, верхней и нижней горизон­тальных распорок и одного или двух вертикальных дощатых ребер, обеспечивающих жесткость щита и устойчивость досок стенки.

Рис. 19. Щит поперечных связей:

1 — доска стенки; 2 — распорка; 3 — ребро; 4 — главная ферма; 5 брусчатое ребро жесткости фермы

Щиты диафрагм прибивают гвоздями к брусчатым ребрам жест­кости.

Лекция 27 Тема. Расчет элементов проезжей части деревянных мостов

Доски продольного рабочего настила рассчитыва­ют на усилие P_к от колеса как разрезные балки с расчетным про­летом а, равным расстоянию между осями смежных поперечин, Изгибающий момент в досках продольного настила

M_d=P_k/8(2a-s_k)γ_fp

где s_k — длина опорной поверхности колеса; γ_fp — коэффициент надежности по нагрузке, равный 1,2.

Проверку прочности доски продольного настила производят по формуле

где т — число досок настила, включающихся в работу по восприятию нагруз­ки от колеса; W_nt — момент сопротивления одной доски; R_db —расчетное сопро­тивление материала доски изгибу.

Поперечины рассчитывают как простые балки с расчетным пролетом, равным расстоянию между осями ферм или балок. Соб­ственным весом при расчете поперечин пренебрегают. Расчетной нагрузкой для поперечин является воздействие колеса.

Рис. 1. Схема для расчета поперечин: а — распределение нагрузки между поперечинами; б—распределение нагрузки на поперечин

При расчете поперечин учитывают, что продольный настил распределяет нагрузку от колеса на несколько поперечин. При определении доли нагрузки, приходящейся на одну поперечину, настил можно рассматривать как неразрезную балку на упруго-оседающих опорах, которыми являются поперечины. В качестве расчетной схемы допускается принимать балку бесконечной длины на упругом основании. Тогда доля α нагрузки, приходящейся на поперечину, определяется наибольшей ординатой линии влияния (рис. 1) нагрузки в сечении балки над поперечиной.

Доля α может быть вычислена по формуле

α= β а/2,

где а — расстояние между осями поперечин или расчетный пролет продольного рабочего настила; β — коэффициент, характеризующий податливость продольного настила на поперечинах.

Значение β вычисляют по формуле

где а - расстояние между осями поперечин или расчетный пролет продольного рабочего настила;; m — число досок продольного настила, включающихся в работу по восприятию нагрузки от колеса (см. рис. 1, б); I_g- момент инерции поперечины; I_н- момент инерции сечения доски продольного рабочего настила.

Нагрузка, приходящаяся от колеса на одну поперечину,

Р₁=αР_к

Наибольший изгибающий момент в поперечине

M=P₁/8(2b-mb₁)γ_fp

где mb₁ —суммарная ширина досок нижнего рабочего настила, включающихся в работу по восприятию нагрузки (рис. 1 б).

Расчет пролетных строений с клееными балками

Усилия в балках пролетных строений определяют обычными способами. При наличии в проезжей части деревоплиты коэффи­циенты поперечной установки могут быть определены с использо­ванием способа внецентренного сжатия или способа упругих опор.

При расчете клееных балок на изгиб предполагается, что по клеевым швам сдвиги не происходят, напряжения в балках вычис­ляют как для монолитных сечений по обычной формуле

M/W<=R_db

Расчетное сопротивление клееной древесины изгибу принима­ют с учетом толщины склеиваемых досок, высоты клееных балок и породы древесины по табл. 98, 99 и 101 СНиП 2.05.03-84.

На скалывание клееные балки проверяют по формуле Журавского.

Прогиб клеевых балок определяют с учетом податливости кле­евых швов. Влияние податливости швов на прогибы клееных ба­лок допускается учитывать увеличением прогибов на 20%.