книги из ГПНТБ / Ветрюк И.М. Конструкции из дерева и пластмасс учеб. пособие

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

из клееных блоков изготовляются трех-, четырех- и пятипанельными (табл. 27, схемы 11, 12, 13).

Опорный узел фермы решается простым упором в металли­ ческий башмак, а промежуточные узлы — простой приторцовкой

на болтах. Присоединение элементов решетки к поясам осуще­ ствляется на стальных планках и болтах.

Клееные сегментные фермы целесообразно применять в бес­ чердачных покрытиях однопролетных зданий и в средних проле­ тах с повышенной высотой в трехпролетных зданиях.

205

Усилия в стержнях определяются по диаграмме усилий. При этом криволинейные панели верхнего пояса условно принимаются прямолинейными. Внешняя нагрузка приложена в углах фермы.

I

Рис. 98. Сегментная металлодеревянная ферма с клееным верхним поясом.

Панели верхнего пояса работают на сжатие с изгибом и рас­ считываются по формуле (37). Расчетный изгибающий момент в середине панели определяется как разность моментов от эксцен­ тричного действия нормальной силы Щ и от действия внеузловой

206

поперечной нагрузки на панели М0:

Рис. 99. Определение геометрических размеров фермы.

Длина дуги верхнего пояса

(138)

где ссо — половина центрального угла (рис. 99): -

Длина панели верхнего пояса (как хорда между узлами)

207

где р"— угол, соответствующий 1/п дуги верхнего пояса:

„2ао _

Р1

п

п — число панелей верхнего пояса фермы.

Чтобы определить координаты узлов верхнего пояса, прини­ маем левый опорный узел за начало координат. Тогда:

где x — номер рассматриваемой панели.

Сегментные фермы с верхним поясом из клееных блоков яв­ ляются конструкциями заводского изготовления и наиболее эко­ номичными по сравнению с другими стропильными конструк­ циями.

В покрытиях промышленных сооружений, построенных в период первых трех пятилеток, применялись сегментные фермы из брусков и досок на гвоздях. Эти фермы относятся к конструкциям построечного изготовления. Верхний пояс сегментных ферм на гвоздях состоит из двух-трех ветвей, а каждая ветвь — из пакета (четырех-пяти) гнутых брусков или досок, скрепленных между со­ бой и с дощатой прокладкой гвоздями.

В настоящее время сегментные фермы на гвоздях в строительстве при­ меняются редко из-за большой трудоемкости изготовления, повышенной деформативности составного пакета верхнего пояса, необходимости использования в нижних растянутых поясах высококачественных досок, а также из-за несоот­ ветствия их конструкций требованиям заводского изготовления.

§ 48. РАМНЫЕ СКВОЗНЫЕ КОНСТРУКЦИИ

Рамные конструкции в зависимости от. назначения здания выполняются следующими:

18, 19, 20). Применяются для открытых навесов — складов, пак­ гаузов, производственных мастерских и т. п.;

р а м ы о д н о п р о л е т н ы е , состоящие из двух составных или решетчатых стоек постоянного, треугольного или ступенча­ того очертания (рис. 100, а—е). Решетчатые ступенчатые стойки рам используются для временных зданий цехов, в которых тре­ буется устройство подкрановых балок. Обе ветви решетчатой стойки закрепляются в фундамент металлическими анкерами. Отношение ширины с (расстояние между центрами ветвей в ниж­ нем сечении стойки) к высоте стойки hi принимается в пределах

208

' Д — Ve Для стоек с параллельными ветвями и *Д—Уб для контр­ форсов треугольного очертания.

Рамный каркас здания с решетчатыми стойками является статически неопределимой системой. Степень неопределимости зависит от способа соединений фермы или составной балки со

Рис. 100. Схемы рамных поперечников промышленных зданий:

а — с крановой нагрузкой: б — расчетная схема; в — с составными сплошными стойками

стойками на опорах. Обычно считают опирание ферм на стойки шарнирным. В этом случае рама однажды статически неопреде­

где /г — высота стоек постоянного сечения сплошной или решет­ чатой конструкции;