3. Проектирование и расчет стропильных конструкций.

   1. Треугольная ферма на лобовых врубках.

Треугольные фермы на лобовых врубках являются одним из старых типов деревянных конструкций, тем не менее они применяются в строительстве и в настоящее время.

Для того чтобы обеспечить работу раскосов только на сжатие в треугольных фермах на лобовых врубках, применяют раскосную решетку с нисходящими раскосами.

Верхний и нижний пояса, а также раскосы треугольных ферм на лобовых врубках выполняют из брусьев или из бревен, а растянутые стойки – из круглой стали. Пояса и раскосы брусчатых ферм на лобовых врубках выполняют из брусьев одинаковой ширины поперечного сечения, а высоту сечения элементов определяют соответствующим расчетом.

Стыки верхнего пояса ферм осуществляют лобовым упором и перекрывают парными накладками на болтах. Нижние пояса ферм пролетом до 12 метров имеют один стык в середине фермы, перекрытый парными накладками на болтах. При выполнении стыков болты следует располагать в два ряда.

При проектировании верхнего и нижнего поясов бревенчатых треугольных ферм на лобовых врубках бревна располагают так, что их комли были обращены к опорным узлам. Комли бревен для раскосов обращают в сторону верхнего пояса. Соединение верхнего пояса с нижним в опорном узле ферм выполняют на лобовой врубке.

Опорные узлы современных треугольных ферм на лобовых врубках осуществляют лобовым упором на металлических натяжных хомутах или тяжах, передающих усилие от вкладыша, в который упирается верхний пояс, на накладки, соединенные с нижним поясом нагелями из круглой стали и болтов. подобное решение полностью исключает работу на сдвиг со скалыванием древесины нижнего пояса в опорном узле фермы.

Сечения всех остальных стержней ферм проектируют симметричными относительно средней плоскости фермы.

Примыкание сжатых элементов решетки в узлах путем упора торцом в пояс допускается в системах с металлическими растянутыми элементами, допускающих подтягивание тяжей, а также в других системах.

Стыки сжатых поясов располагают вблизи узлов, закрепленных связями от выпучивания из плоскости фермы. Устройство стыков в крайних и примыкающих к коньку панелях не допускается. Сжатые стыки рекомендуют осуществлять непосредственно лобовым упором элементов с постановкой достаточно жестких накладок длиной не менее трехкратной ширины соединяемых элементов и установкой не менее чем на двух болтах с каждой стороны стыка.

Стыки деревянных растянутых поясов осуществляют также деревянными накладками на стальных цилиндрических нагелях по расчету. Стыки в местах перелома поясов располагают ближе к узлам, сохраняя центровку элементов на центр узла.

Геометрический расчет фермы

Привязочная ось проходит через центр опорного узла, расчетный пролет принимается равным пролету здания l_p=l=12 м.

Минимальная высота фермы, обеспечивающая необходимую жесткость и экономичность конструктивных решений: h/l_p=1/4-1/5, h=1/5l_p=2,4 м.

Длина панелей d_п=2,750 м.

Статический расчет фермы

Ориентировочно нормативная нагрузка от собственного веса фермы может быть определена по формуле:

,

где k_c.в – коэффициент собственного веса.

Расчетное значение этой нагрузки будет

.

Так как статический расчет фермы производится на узловую нагрузку, приложенную по верхнему поясу фермы, то нагрузки от собственной массы, фермы и снега на покрытии необходимо привести к узловым.

Расчетная узловая нагрузка от веса кровли и самой фермы будет

Q=(q_с.в+q)B∙d=(0,107+0,393)∙3∙2.551=3,825кН,

где В – шаг несущих конструкций здания, м; d – горизонтальная проекция панели верхнего пояса, м.

Расчетная узловая нагрузка от снега на покрытии

Таблица 2