Модуль 13. Стропильные фермы и шпренгельные системы.

Фермой называется стержневая система, остающаяся геометрически неизменяемой после условной замены ее жестких узлов шарнирами. Фермы относятся к классу сквозных конструкций, в которых пояса соединены между собой не сплошной стенкой, как у балок, а решеткой, состоящей из отдельных стержней - раскосов и стоек.

Деревянные фермы применяются, как правило, в статически определимых системах, как в отношении опорных закреплений, так и схемы решетки. Несущая способность статически определимых ферм зависит от прочности и устойчивости любого стержня, разрушение которого может вызвать потерю устойчивости и разрушение всей конструкции, вследствие этого к качеству материалов для изготовления ферм предъявляются повышенные требования. Фермы проектируют с минимально возможным числом узлов. Деревянные фермы бывают треугольные, прямоугольные, трапециевидные, сегментные и многоугольные. В фермах различают верхний и нижний пояса, раскосы и стойки. В современном строительстве применяются следующие типы ферм:

- трапециевидные и сегментные - под рулонную кровлю;

- треугольные - под кровлю из волнистых асбестоцементных листов, стальную, черепичную и другие подобные кровли с уклонами 1/3,1/4.

Металлодеревянными фермами перекрывают пролеты больше 24 м. Узлы деревянных ферм крепятся гвоздями и болтами. В металлодеревянных фермах элементы, работающие на сжатие, изготовляют из древесины, работающие на растяжение – из стали.

Рис. Схемы фермы (вид спереди): а – деревянной; б – металлодеревянной

В современном строительстве применяются следующие типы ферм:

трапециевидные и сегментные - под рулонную кровлю;

Пролеты ферм составляют: 9...21 м (45 м) - для треугольных и 12...30 м - для сегментных ферм. Шаг дощатых ферм в малоэтажном домостроении назначают от 0,5 до 2 м, шаг брусчатых и металлодеревянных ферм в покрытиях зданий - от 2 до 6 м. Высота треугольных ферм в середине пролета между осями поясов назначается 1/5 пролета - при деревянном нижнем поясе и 1/6 - при металлическом нижнем поясе. Для сегментных ферм высота h = 1/ 6/... 1/ 8/. В треугольных и трапециевидных брусчатых фермах стыки верхнего пояса конструируют в узлах или вблизи узлов простым лобовым упором. Стыки нижнего пояса устраивают в середине длины панели или в центральном узле и перекрывают парными накладками на нагелях. При выборе типа решетки стремятся к уменьшению числа ее элементов и сокращению длины сжатых стержней, из-за опасности потери их устойчивости. Наиболее рациональна треугольная решетка. Элементы решетки ферм центрируются в узлах. Нижним поясам ферм при изготовлении придается строительный подъем /^ =1/200 пролета. При определении усилий в элементах фермы искажение геометрического очертания ферм строительным подъемом не учитывается.

Особенности деревянных и металлодеревянных ферм:

Верхние пояса работают как правило на сжатие с изгибом, т.е. пояса почти всегда неразрезные.
Верхние пояса всегда из дерева, нижний пояс может быть из МК или дерева. Если пояс металлический — форма металлодеревянная.

Причина: дерево при растяжении хрупкий материал, сильно влияют пороки, сложно решить стыки для нижнего пояса в дереве.

Решетка — сжатая → деревянная

растянутая →в металле или дереве.

Огнестойкость очень мала около 15 мин.
- Фермы на зубчатых металлических пластинах.

Во всем мире половина ферм на зубчатых пластинах.

Например: Пролет 24м — собирают 2 человека 300 ферм в смену.

Любой тип решетки — финские дома.

t=2÷3мм— толщина пластин очень качественная сталь ( ). Под каждую пластину подбирают свою сталь. За рубежом эти прокладки называют генгнейл. Это пластинка нагельного типа.