18.Совместное использование древесины и стали в строительстве. Металлодеревянные фермы и арки.

При сооружении промышленных гражданских зданий в качестве несущих конструкций покрытий применяются различного типа деревянные и металлодеревянные фермы и арки. Применение металла для растянутых поясов этих ферм обусловлено трудностью подбора для них высококачественного лесоматериала I и II категории.

Металлодеревянные фермы представляют собой конструкцию, у которой все элементы, работающие на сжатие, выполнены из дерева, а на растяжение - из стали. 

Деревянные элементы металлодеревянных ферм выполняют из брусьев, бревен или клееных блоков, а металлические - из круглой или профильной стали. 

Металлодеревянные фермы В. С. Деревягина применяются для однопролетных промышленных зданий с наружным отводом воды. Все узлы верхнего пояса расположены на равных расстояниях по дуге окружности, вследствие чего длина всех элементов верхнего пояса и углы между ними в узлах одинаковы. Радиус окружности подобран так, что конструктивная высота фермы составляет 1 / 6 пролета. 

Наиболее распространенным типом несущих деревянных конструкций для покрытий промышленных зданий при пролетах до 30м являются клееные сегментные металлодеревянные фермы.

По материалу основного растянутого элемента - нижнего пояса ферм - различают: деревянные фермы - с деревянным нижним поясом и металлодеревянные фермы - со стальным нижним поясом.

Комбинированные конструкции, включающие элементы из различных материалов, весьма разнообразны. К ним относятся: металлодеревянные фермы, в которых растянутые элементы (нижний пояс, раскосы) выполнены металлическими, а остальные элементы - деревянными; панели стен и покрытий, с каркасами из древесины и обшивкой из стеклопластика; элементы структурных плоских и пространственных покрытий и многие другие разновидности конструкций, в которых рационально сочетаются элементы из различных материалов.

19. Пространственные деревянные конструкции

Это конструктивные системы, которые обеспечивают совместную работу составляющих их элементов в двух и более плоскостях.

Пространственные конструкции используются там, где нежелательны или недопустимы промежуточные опоры (спортивные сооружения, промышленные здания с гибкой технологией и т.п.) и в залах с жесткой планировочной сеткой опор (кассовые вестибюли, торговые павильоны, выставочные залы, служебные помещения и т.п.).

С точки зрения конструктивного признака целесообразно выделить три наиболее распространенных типа покрытий — своды, купола и гипары. По общему конструктивному исполнению оболочки могут быть тонкостенные, ребристые, сетчатые; по типу поперечного сечения — одно-, двух- и трехслойные.

Кружально-сетчатые своды

Представляют собой пространственную конструкцию, состоящую из отдельных, поставленных на ребро стандартных элементов - косяков, идущих по двум пересекающимся направлениям и образующих ломаные винтовые линии (рис. 38.1).

По способу узловых сопряжений кружально-сетчатые своды делятся на безметальные (соединения на врубках) с прямоугольной или ромбической сеткой косяков и метальные (на болтах) с ромбической системой косяков.

Для перекрытия больших пролетов применяются дощатые клееные или клеефанерные косяки составного сечения и большей длины.

Рис. 38.1. Безметальный кружально-сетчатый свод системы Песельника с косоугольной сеткой

Купола

По конструктивному решению купола подразделяются на тонкостенные купола-оболочки, ребристые купола, ребристо-кольцевые, сетчатые купола. По форме поверхности, купола могут быть сферического очертания, эллиптического, конического и т.д.

Основными нагрузками, действующими на купольное покрытие, являются: собственный вес конструкции, снег, технологическая нагрузка от массы оборудования и приспособлений; для подъемистых куполов — ветровая нагрузка.