Сквозных конструкций

Сквозные деревянные конструкции – это решетчатые конструкции, состоящие из поясов или ветвей и связывающих их решетки. К конструкциям данного типа относятся, прежде всего, фермы, но на практике строительства встречаются также сквозные арочные системы, решетчатые колонны. Основные схемы сквозных конструкций приводятся в приложении 2.

В данном разделе рассматриваются вопросы проектирования ферм. Сквозные деревянные конструкции проектируют обычно как статически определимую систему, поскольку в статически неопределимых системах происходит при эксплуатации перераспределение усилий в элементах конструкций вследствие податливости соединений элементов и деформаций древесины от сушки и увлажнения. Сквозные конструкции могут быть безраспорными (балочными) или распорными. Как правило, в покрытиях зданий используются балочные фермы.

Основные материалы для изготовления ферм является клееная или цельная (предпочтительно из брусьев) древесина. Для пролетов до 12 м могут использоваться дощатые фермы на металлических связях, но эти фермы наиболее пожароопасные. При нормальных температурно-влажностых условиях эксплуатации рационально растянутые элементы ферм (нижние пояса, часть элементов решетки) выполнять металлическими. Такие фермы обычно называют металлодеревянными.

Если нагрузка на ферму прикладывается в узлах соединений элементов верхнего пояса и решетки (узловая нагрузка), то ферму можно рассматривать как шарнирно-стержневую систему, в которой от узловой нагрузки в элементах конструкции (верхних и нижних панелях, стойках, раскосах) возникают только продольные усилия, а наиболее опасные внутренние усилия в виде изгибающих моментов отсутствуют. Вследствие этого фермы по расходу материала, как правило, выгоднее балочных конструкций сплошного сечения. В деревянных фермах элементы верхнего пояса воспринимают внеузловую поперечную нагрузку, что приводит к появлению изгибающих моментов. Поэтому в деревянных и металлодеревянных ферм элементы верхнего пояса работают на сжатие с изгибом, а остальные элементы (раскосы, стойки, панели нижнего пояса) работают на центральное растяжение или сжатие.

В решетчатых системах (фермах) применение стоек и раскосов вместо сплошной стенки в балках устанавливается расход материала на конструкцию. Однако в отличии от сплошных балочных конструкций в фермах необходимо применять соединения элементов решетки и поясов, что усложняет конструкцию. Выбор типа конструкции (сплошной или сквозной) делается на основе сравнения технико-экономических показателей.

Наибольшее распространение в России получилисегментные фермы с криволинейным верхним поясом (рис.7.1 и 7.2) и треугольные (рис. 7.3 и 7.4).

Рис 7.1

Рис. 7.2

Рис.7.3

Рис.7.4. Металлодеревянная треугольная ферма с клееным верхним поясом:

а – схема приложения нагрузок; б – общий вид фермы типа МДФ 21-12 (серия 1.863-2, вып. 2), под расчетную нагрузку 12 кН/м;

Для покрытий многопролетных промышленных зданий используются трапециевидные (односкатные и двускатные) ферма (рис.7.5).

Рис.7.5. Общий вид трапециевидной металлодеревянной фермы

с клееным верхим поясом