Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Соколовский Б.С. Деревянные конструкции в строительстве

.pdf
Скачиваний:
15
Добавлен:
25.10.2023
Размер:
17.11 Mб
Скачать

Наименование

Срок

экс­

объекта, коли­

плуа­

чество ферм

тации

 

Павильон «Эко­ 37 номика сельско­ лет хозяйственного производства», 4 фермы

Павильон 19 «Электрифика­ лет ция», 4 фермы

Павильон «Тек­ 37 стильная про­ лет мышленность», 9 ферм

«Инкубатстан-

35

ция», 5 ферм

лет

10 Павильон «Хра­ 20 нение и перера­ лет ботка зерна», 5 ферм

11 Павильон «Жи­ 18 вотноводство» , лет 18 ферм

24

Схемы ферм

 

 

 

^ J,55

 

ilßkßl

10

 

 

 

 

11J

 

 

Л

 

\

V

 

 

\

§

 

 

 

1,72

2.Û3

щ

 

 

 

~1

V

1,702,20

 

 

 

 

 

fiS!^"' 0,99

щ щ

 

щ

 

j,

10,50

 

 

 

Л7

 

 

 

•m

 

W.

 

 

 

 

1,4'

 

1

 

\2ß

V

 

«

60

 

 

 

 

BS

 

',85

1

 

J.B5

 

I

1,85

лк

 

 

 

' j

L

15.. Ю 1

Сечения элементов и расчетные

QJ О

77

67

Щ5

а-2ч

о

5

71

Ж

75

s о

X п

58 W.

52 56

81

d-10

О .

68

§! •S

Ж

45 47

Ж,Л j Ig

напряжения, кгс/смг

Тяжи и стойки

средние

крайние

1830,

1040,

d=25 мм

d=19 мм

2430,

1810,

d=19 мм, d—16 мм

перенапря­

 

жение 16%

 

2620,

810,

d = I 6 мм, d=16 мм перенапря­ жение 24%

1990,

1340,

d=25 мм

d=19 мм

907,

494,

d=36 мм

d= 3 мм

1410,

805,

d=36 мм

d=30 мм

Продолжение таол. 3

 

Состояние конструк­

Мероприятия по уси­

Стык нижне­

ции по материалам

лению конструкции.

го пояса

заключений

Примечания

 

 

Перенапря •• женив із,7%

,8,20 8 t - f • •

8d 16мн

Состояние

ферм

Установлены связи

удовлетворитель­

по

верхнему

поясу

ное. Имеются усу-

ферм. В

местах

шечные

трещины усушечных

трещин

в поясах

и раско­

поставлены

стяжки

сах

глубиной до!

 

 

 

1

толщины брусь

 

 

 

ев

 

 

 

 

 

То

же

 

Установка

стяжек

 

 

 

в

местах усушеч­

 

 

 

ных трещин

 

Перенапря - оюенае 45%

10/6

в«W t-

Перенапря­ жение 7Х

В&бнн

ш

І2ФІ9

-

<918si

Трещины

в

стыко­

Установка аварий­

вых

 

накладках] ных

хомутов

в

ферм

1,

8, 9.

опорных узлах

всех

Гниль

в

опорном

ферм.

«Усиление

узле

фермы

№ 7.

стыков

ферм № 1,

Аварийное

состоя­ 8, 9 металлически­

ние фермы № 9

ми накладками

на

 

 

 

 

болтах

 

 

Усушечные трещи­ Установка стяжек ны в элементах в местах усушеч­ ферм. Состояние ных трещин ферм удовлетвори­ тельное

Состояние ферм удовлетворитель­ ное. Наличие усу­ шечных трещин глубиной до Ѵз толщины брусьев

Повышенная влаж­ Постановка стяжей ность элементов] в местах усушеч­ ферм. Коррозия) ных трещин. Ок­ металлических де­ раска стальных де­ талей. Усушечные талей трещины глубиной

до толщины элементов

25

Наименование

Срок

экс­

объекта, коли-

плуа­

честоо ферм

тации

12 Павильон «Ов­

18

чарня», 12 ферм

лет

13 Павильон «Ов­ 18 цеводство» , лет 20 ферм

14 Здание гаража

19

РТС, 11 ферм

лет

15 Здание

гаража

19

МРМ,

11 ферм

лет

16 Здание трактор­ То же ного гаража, 10 ферм

26

Сечения элементов и расчетные

Схемы ферм

X ч

S о

V

о

 

Cl С

 

«да и,яа 0,95

36

 

/,Щ і,32\ і,32\ 10,60

i.ss^m

93

27

 

busy

 

> QI?' D>

 

 

 

1

Д..

2,62

!f 2.65

16

31,5

SI

 

 

d-20c* а--20сы d'Ile»

12.0

О

о

О

 

 

 

45 31 •60 d-20 d-20 d-15

ОО О

 

42'

32

55 '

-

d-20

а-го

 

ПО

О

О

О

 

 

 

 

 

Продолжение

табл. S

напряжения,

кгс/см'

 

 

 

 

 

 

Тяж*

стойки

 

Состояние конструк­

Мероприятия по уси­

 

 

 

Стык нижне­

ции по материалам

лению

конетрукцнП.

 

 

 

заключений

Примечания

средние

крайние

го пояса

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

875,

 

840,

Ss> 12мм

Перенапряжение на

Постановка

аварий­

d=25

мм

d=19 мм

 

скалывание

в опор­

ных

хомутов в

 

 

 

. -а

ных узлах

ферм

опорных узлах

 

 

 

24%

 

 

 

 

іаоо 916 ВФ20ШЧ

t-Збнн й'М"" fi Т1 12/

33

 

r-rrS

 

СП?

CZÜ* вфІВмм

-' ІЦ

а-ІВмн th. tum

r-rtg г-пс? бчібіт

\20

m

в*Юнн

Состояние

 

ферм

Установка

стяжек

удовлетворитель­

в

местах

усушеч-

ное.

Наличие усу­

ных трещин

шечных

 

трещин

 

 

 

глубиной

 

ДО

 

 

 

толщины

 

элемен-

 

 

 

тов

 

 

 

 

 

 

Перенапряжение на То

же

 

скалывание

во

 

 

 

врубке

опорного

 

 

 

узла

22%.

Усу-

 

 

 

шечные

трещины

 

 

 

в поясах

и

раско­

 

 

 

сах

 

 

 

 

 

 

Перенапряжение на скалывание в опор­ ных узлах 12%. Усушечные трещи­ ны в поясах и рас­ косах

Перенапряжение на скалывание в опор­ ных узлах. Усу­ шечные трещины в поясах и раско­ сах

27

 

 

 

 

 

 

 

Ведомость обследования

деревянных

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сечения элементов и расчетные

 

Наименование

Срок

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

экс­

 

 

 

 

 

верхний пояс

 

нижний пояс

 

опорный подкос

 

с

объекта,

коли­

плуа­

 

Схемы ферм

 

 

 

 

 

 

 

чество ферм

тации

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

Павильон

«Лес­

35

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ная

промышлен­

лет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ность»,

3 фер­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мы

вводного

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

зала

 

 

 

 

t<ff

 

 

 

 

 

• *

 

[

>

 

 

 

 

 

 

ч#\і.Я\

 

J

«

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

11,0

 

 

 

«

 

«

 

2

То же. зал № 3,

То же

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7 ферм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

• «

 

О

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

j

 

 

 

/5"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ij.O

 

 

 

 

 

 

 

 

3

Павильон

«Гео­

20

 

 

 

 

 

50

 

 

58

Правый

 

 

 

 

 

 

 

 

опорный

 

 

логия», 14 ферм

лет

&ГГ7Т7|><Т>?1\Т\

—у

 

 

 

 

 

подкос

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

es-J LS LS

ІУ\ /NJ >

^

 

g -

 

?

 

.

г >

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г І

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IB

 

нием

минимальных расстояний

вдоль

и

поперек

волокон. В сты­

ке имеет большее значение качество накладок, выполняемых

из

древесины

I и I I категории

'без трещин

и косослоя,

с

минималь­

ным количеством

сучков. Поскольку

стыковые

накладки

срав­

нительно коротки и длина их обычно

не превышает

 

1,5—2

м,

отбор

такой древесины не

представляет

особых

 

трудностей.

 

Трапециевидные

брусчатые

фермы.

Изложенные

выше

сооб­

ражения о работе в условиях эксплуатации треугольных

ферм

можно целиком отнести и к работе трапециевидных

односкатных

и двускатных ферм (табл. 4).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Слабым местом этих ферм является сложность сопряжения опорного раскоса с верхним поясом. В процессе эксплуатации в ряде случаев отмечалось расстройство узловых соединений в средних панелях, где один из перекрещивающихся раскосов, по-

 

 

 

 

Т а б л и ц а

4

трапециевидных

ферм из брусьев

 

 

 

напряжения,

кгс/см1

 

 

 

 

тяжи

Стык нижне

Состояние конструк­

Мероприятия

по уси­

 

 

ций по материалам

лению. Примечания

в 1-й панели

во 2-й панели

го_пояса

заключений

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Перенапряжения

в Усиление узлов

на­

2910

 

Перенопрвж.

опорном

узле и уз­ кладками

 

на

бол­

перенапря­

1940

лах

3

и

5] тах.

Установка

20%

жение

39%

 

вследствие

недос­ стяжек

в

местах

 

вбол[па818нн

 

d =

19 мм

\

таточного

диамет­ усушечных

трещин

 

 

ра

болтов.

Нали­

 

 

 

d = 19

мм

 

 

 

 

 

 

 

чие

 

усушечных

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

трещин

в

элемен

 

 

 

 

 

 

 

тах

ферм

 

 

 

 

 

2350

16,60

Перенапряж.

перенапря­

6%

жение

12%

 

 

 

 

d =

19 мм

 

d = 19

мм

 

 

во~олтаа !8нм

Низкое

качество

Усиление

верхних

древесины

 

нижне­

поясов

накладками

го пояса.

Наличие

на

болтах.

Уста­

усушечных

трещин

новка

стяжек

в

в элементах

.ферм

местах

усушечных

Трещины

в

стыко­

трещин.

Усиление

вых

накладках стыка нижнего

по­

нижнего

пояса в: яса

в одной

ферме

одной ферме

Первый

тяж Второй

тяж

Перенппр.*.*.

В

опорных узлах| Установка

стяжек-

справа

справа

24%

ІВбалтав1ÖHH

перенапряжены

тя­ в местах

усушеч­

2170

 

1540

 

 

 

 

жи

13%.

Усушечных трещин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ные

трещины

в

 

d = 25

мм

d = 25

мм

 

элементах

ферм

 

 

очередно сжатых, в зависимости от расположения временной нагрузки, обычно неплотно примыкает к упорной подкладке. Фермы такого типа при отношении /г/7 менее 1 h , как правило, приобретают в течение эксплуатации значительные прогибы. Растянутые стыки нижнего пояса ферм при этом подвергаются воздействию дополнительных изгибающих моментов.

Выводы. По материалам 15-летних наблюдений за состояни­ ем конструкций ферм на ВДНХ можно сделать следующие вы­ воды.

1. Из 10 обследованных покрытий с деревянными дощатыми фермами в 8 покрытиях в период с 1952 до 1971 г. был проведен капитальный ремонт с усилием верхних поясов дощатых ферм. Усиливались также и нижние пояса ферм путем установки тяжей из круглой стали. В ряде случаев ввиду сложности усиления и

28

29

наличия больших дефектов в фермах висячая конструкция ферм была реконструирована в наслонную с установкой промежуточ­ ных опор из круглых стальных труб (см. ниже). Из 125 обсле­ дованных дощатых ферм было усилено различными способами 149.

2. В 15 покрытиях со 134 фермами из брусьев усилению бы­ ло подвергнуто только одно покрытие с 10 фермами, в которых опорные узлы были повреждены гнилью из-за протечек кровли.

В остальных 14 перекрытиях со 124 фермами после 20—35 лет эксплуатации зачастую в условиях, мало способствующих сохранности конструкций, были проведены незначительные реремонтные работы, которые заключались главным образом в подтяжке тяжей, установке стяжек в местах усушечных трещин и установке аварийных хомутов в опорных узлах при недоста­ точных размерах площади скалывания. Оба типа ферм находи­ лись в одинаковых условиях эксплуатации, что было удобно для сопоставления их несущей способности. Благодаря наличию легко проветриваемых чердачных помещений случаев загнива­ ния ферм в опорных узлах практически не было.

Сравнение треугольных ферм с поясами из досок и ферм с поясами из брусьев позволяет сделать вывод, что фермы с поя­ сами из досок независимо от их очертания менее надежны в эксплуатации и могут быть рекомендованы к применению толь­ ко в покрытиях временных зданий три небольших пролетах и нагрузках.

Предпочтение следует отдать более долговечным фермам с поясами из 'брусьев или круглого окантованного леса.

Помимо рассмотренных типов ферм, нижние пояса которых решены в дереве, в лоследние годы достаточно широкое рас­ пространение получили металлодеревянные фермы, у которых нижние пояса выполнены из круглой стали или стальных уголков.

В покрытиях павильонов ВДНХ находятся в эксплуатации 10—11'5 лет фермы треугольного очертания с пролетами от 12 до 20 м и с нижними поясами из уголков. Верхние пояса и раско­ сы этих ферм выполнены из окантованных 'бревен, нижние поя­ са— из стальных уголков. Фермы такого типа—достаточно на­ дежная конструкция только при условии периодически возобнов­ ляемой окраски уголков нижних поясов. После б—'8 лет эксплуа­ тации этих ферм в животноводческих помещениях при повы­ шенной влажности воздуха наблюдались случаи сильной кор­ розии стальных элементов. При проектировании ферм для таких помещений рекомендуется применять уголки повышенной тол­ щины.

При сопоставлении ферм нескольких типов не следует судить об экономичности той или иной конструкции только по расходу материала на фермы. Расход лесоматериала собственно на не­ сущие конструкции— фермы составляет лишь 13—21% полного расхода лесоматериала на покрытие, и экономия древесины на

ЗП

фермах по сравнению с общей затратой древесины мало ощути­ ма.

Проведенное канд. техн. наук Г. В. Свенцицким [2] сопо­ ставление стоимости покрытий с различными типами ферм пока­

зало,

что стоимость покрытий ів целом практически

одинакова.

Так,

стоимость

1 м2 покрытия по деревянным фермам

составля­

ет от

10 р. 44 к. до 12 р. 50 к.

 

 

При общем

приведенном расходе древесины от 6,56 до

8,62 см на

1 м2

покрытия -в целом на фермы приходится

только

от 0,86 до

1,79

см на 1 м2 покрытия (13—121%). Отсюда

видно,

что экономить на несущей конструкции здесь нецелесообразно. Снижение расхода древесины в самом покрытии, т. е. в прого­ нах, настилах и обрешетке, дает больший эффект.

4. Усиление конструкций

цельных, гвоздевых балок и ферм

В практике эксплуатации деревянных покрытий нередко воз­ никает необходимость восстановления несущей способности кон­

струкции, которая

в результате различных воздействий пришла

в состояние, не отвечающее требованиям

строительных

норм и

правил.

 

 

 

Восстановление

несущей способности

может 'быть

достигну­

то различными способами. Ремонт сгнивших концов балок чер­ дачных и междуэтажных перекрытий состоит в том, что сгнив­ шие концы опиливаются и заменяются парными накладками из толстых досок на болтах. Целесообразно применение для усиле­ ния концов балок металлических креплений — «протезов». Они могут выполняться из прокатных стальных профилей (см. рис. 4) или прутковой конструкции, более легкой, но трудоемкой, пред­ ложенной канд. техн. наук С. Д. Даидбековым [1].

При поражении гнилью не только концов балок, но и наката на значительных участках перекрытия, более простым и в ряде случаев менее трудоемким решением становится замена повреж­ денных гниением балок новыми, обработанными антисептиками.

В покрытии с деревянными фермами возможно устройство промежуточных опор, установленных в середине пролета. Пос-

Рис. 4. 'Балочный протез конструкции инж. Н. А. Онуфриева

/ — швеллер № 12 или 14; 2 — полосовая сталь

31

ле их установки

фермы

из висячей конструкции превращаются

в наслонную (рис.

5). В

покрытиях с гвоздевыми балками также

возможна установка промежуточных опор; при этом расчетная схема конструкций изменяется и балки начинают работать как двухпролетные неразрезные. В том случае, если устройство опор почему-либо недопустимо, можно установить между существую­ щими фермами или балками новые конструкции того же типа с

-2 ігг

Рис. 5. Установка

промежуточной

в/2 I б/? I ВЦ I 8/2

в/г J. в/г J. в/г\

опоры

 

 

1 — стойка из стальной трубы;

2—ого-

 

ловинк стойки; 3— деревянная

стойка:

Рис. 6. Схема установки новых ферм

подпирающая коньковый узел

фермы;

4 — подкосы;

5 — затяжка

 

промежутке между

существующими

передачей на них половины действующей нагрузки (рис. 6). Способ этот 'пригоден, когда непосредственное усиление сущест­ вующих ферм или балок затруднительно из-за сложности и большой трудоемкости работ. Следует иметь в виду, что уста­ новка новых промежуточных ферм или балок того же габарита связана с раскрытием значительных участков кровли; это целе­ сообразно, когда одновременно необходимо сменить все кро­ вельное покрытие.

При осуществлении этого способа необходимо наличие соот­ ветствующих опор или возможность их устройства для установ­ ки новых промежуточных конструкций. Если имеются местные дефекты, а устанавливать дополнительные опоры нежелатель­ но, наиболее целесообразно непосредственное усиление отдель­ ных элементов и узловых соединений конструкции.

При проектировании усиления надо учитывать, что ремонти­ руемая конструкция находится под нагрузкой и что в узловых и стыковых соединениях произошли те или иные деформации и сдвиги.

Перед установкой деталей крепления ферма или балка долж­ на быть разгружена путем установки временных опор, которые подводятся под верхний пояс фермы или под нижний пояс бал­ ки. Опоры обычно выполняются в виде парных стоек с насадкой поверху и раскреплением по высоте связями из досок (рис. 7).

32

При вывешивании фермы прогиб конструкций устраняется путем подклинивания стоек или же их подъема домкратами. Де­ формированные элементы верхних поясов ферм могут быть вы­ правлены с помощью деревянных жестких накладок и стяжных болтов (рис. 8).

При деформированных и перенапряженных верхних или ниж­

них поясах

ферм, а также в случае разрыва досок нижнего поя­

са усиление

осуществляется установкой накладок и прокладок

из досок на болтах (рис 9). При значительных перенапряжениях в нижних поясах ферм, что может привести к разрыву досок, применяется установка тяжей из круглой стали, воспринимаю­ щих все растягивающее усилие нижнего пояса.

На рис. 10—11 показан пример усиления дощатых ферм в одном из павильонов ВДНХ. Верхний пояс ферм усилен наклад­ ками на болтах, нижний — тяжами из круглой стали, снабжен­ ными муфтами для подтяжки. Поставлены дополнительные на­ клонные тяжи в растянутых раскосах ферм. Эти тяжи крепятся

внизу к специальным

подкладкам из

обрезков

швеллеров,

а в

коньковом узле — к

уголкам,

закрепленным

на

верхнем поясе.

При подтяжке тяжей

нижнего

пояса

надо

следить, чтобы

она

проводилась постепенно и одновременно с двух сторон, во избе­ жание перекоса нижнего пояса и его выпучивания.

В покрытиях с дощатыми фермами того же типа в павильоне «Транспорт» и в других на ВДНХ усиление покрытия в целом было достигнуто установкой промежуточных опор. При шаге ферм 5 м подведение опор под каждую ферму создавало не­ удобства для расстановки экспонатов, поэтому шаг опор был увеличен до 10 м. Опоры были выполнены в виде стоек из сталь­ ных труб диаметром 140 мм, установленных на бетонных фунда­ ментах.

При этом потребовалась установка подстропильных ферм, которые можно было расположить только в чердачном помеще­ нии с тем, чтобы не нарушать внутреннего вида зала.

'Подстропильная ферма была решена в виде шпрентеля (рис. 12) с наклонными металлическими тяжами и затяжкой из угол­ ков. В середине пролета шпренгеля была подвешена стальная по­ душка, на которую опиралась стойка, подведенная под конько­ вый узел фермы. Все фермы в покрытии в поперечном направле­ нии были раскреплены подкосами и затяжками (см. рис. 5) и из висячей конструкции превращены в наслонную.

Опыт наблюдения за

состоянием

металлодеревяиных

ферм

из брусьев (см. рис. 3)

показал, что

в этих фермах

выпучивания

верхних поясов обычно

не. наблюдается. В фермах

такого

типа

иногда (в случаях применения лесоматериала пониженного ка­ чества, с сучками) наблюдаются разрывы нижних растянутых поясов. В ряде случаев причиной, приведшей фермы в аварий- •ное состояние, было приложение в панели нижнего пояса мест­ ной нагрузки, не предусмотренной проектом.

m

m ш

 

 

Рис.

9. Усиление лижиего пояса

m

 

 

 

 

дощатой фермы

A' A A

A A A

/ — накладки и

прокладки: 2—бол­

ты;

3 — место

разрыва досок

 

-it-

 

 

 

 

 

^КЯ*

'Я!?* 411|1*

1

 

1

 

 

 

/

'mir

'по' 'тіп

 

 

 

2

J

 

 

 

 

 

Рис. 10. Схема усиления дощатой фермы треугольного

очертания

/ — тяжи

нижнего

пояса; 2 — тяжи раскосов;

3 — подкладка

из

швеллера: 4 — муфта:

 

 

 

 

 

 

 

5 — упор из швеллера

 

 

-, .

Рис.

11. Усиление

верхнего

и нижне­

 

 

 

 

 

 

 

го

поясов

 

 

 

 

 

 

а — усиление

верхнего

пояса

дощатой фер­

 

,40

 

 

мы;

/ — накладка

из

досок;

2— болты

 

 

 

d = 16 мм; б—деталь

крепления тяже» в

 

MdL

 

 

узле нижнего пояса дощатой фермы тре­

 

 

 

угольного

очертания;

/—

тяги; 2 — до­

500

500

500

полнительные

тяжн-раскосы;

3 — подклад­

ка нз швеллера; 4— муфта

для подтяжки

 

 

 

so том

 

 

 

тяжей; 5 — тяж

 

 

 

 

 

2(0,25)* Зак. 587

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ