Основные формы сквозных конструкций.

Сквозными конструкциями называют решетчатые стержневые конструкции, которые образованы из отдельных стержней, работающих в основном на осевые усилия. Для деревянных ферм характерна работа верхнего пояса на сжатие с изгибом вследствие приложения распределенной нагрузки. Во многих случаях при проектировании приходится решать задачу выбора между конструкциями сквозными и сплошностенчатыми.

Преимущества сквозных конструкций:

· малые материалоемкость и вес несущих конструкций вследствие большой строительной высоты и уменьшения усилий в поясах

· возможность перекрытия больших пролетов (до 60-100 м), в том числе и без применения клеевых соединений (рис. 1.6) вследствие большой высоты сечения

· получение большепролетных конструкций из коротких элементов

Недостатки сквозных конструкций:

· трудоемкость при изготовлении: прирезка основных элементов, производственные площади, устройство узлов и т.п.

· низкая огнестойкость вследствие использования немассивных сечений и использования металла в растянутых элементах в узловых соединениях

· металлоемкость и увеличение количества применяемых деталей

· накопление пыли на элементах ферм

· подверженность коррозии металлических элементов

· повышенный расход материалов на смежные элементы (стены) вследствие большой строительной высоты конструкций и устройства связевой системы

Эффективность применения ферм определяется пролетом, надежностью работы ее элементов и узлов, их унификацией. Так, фермы треугольные эффективны для скатных кровель, фермы с параллельными поясами - имеют одинаковые узлы и элементы одинаковой длины, фермы сегментные - наиболее эффективны с точки зрения восприятия усилий.

Основные виды и формы сквозных конструкций:

Основные виды сквозных конструкций по форме и их краткие характеристики следующие:

· треугольные фермы, применяемые для скатных крыш. С точки зрения распределения усилий и расхода материалов - малоэффективна

· трапециевидные фермы, в т.ч. односкатные и с параллельными поясами, - используются для плоских крыш

· сегментные фермы - наиболее оптимальны с точки зрения распределения усилий и расхода материалов. Имеют слабонагруженную решетку и менее нагруженные узловые соединения, но могут быть изготовлены только на специальных предприятиях

· полигональные фермы имеют большое количество элементов и соединений

· серповидные фермы применялись в массовом порядке в 30-40 годы для образования сводов и куполов и перекрытия пролетов в 30-60 м без использования металлических элементов

· фермы произвольной формы, в том числе и статически неопределимые фермы, применяются в индивидуальных сооружениях и их форма лимитируется в основном архитектурными соображениями

· шпренгельные конструкции (эффективны в том числе и при усилении балочных конструкций)

· решетчатые стойки, арки, рамы

· подкосные системы

Основные виды сквозных конструкций по виду соединений и их краткие характеристики следующие:

· на нагелях (болты, гвозди). Необходимо учитывать податливость в соединениях и возможность размещения требуемого количества нагелей на ограниченном пространстве

· на врубках. Устаревший и ненадежный способ соединения (для элементов больших сечений). Имеет место в реконструируемых сооружениях

· на шайбах и шпонках. В силу преимущественной работе древесины в узлах на скалывание и смятие - обладают невысокой надежностью. Благодаря простоте устройства узлов применялись в массовом порядке в 30-40 - е годы.

· на МЗП и коннекторных соединениях другого типа. Используются в фермах дощатых при малом шаге расстановки. Типизация узлов и элементов ферм сопровождается повышенным расходом древесины

· на вклеенных стержнях. Узловые соединения обладают повышенной несущей способностью и жесткостью (узлы фермы - жесткие или ограниченно жесткие) практически на все виды воздействия. Изготовление возможно только на специализированных предприятиях