Основи розрахунку тришарих панелей

 

 

24.Загальна характеристика площинних конструкцій суцільного перерізу, їх технічні характеристики та основи розрахунку.

 

25 Загальна характеристика площинних скрізних конструкцій, їх технічні характеристики, основи розрахунку та правила конструювання Конструкції, що складаються з поясів і зв'язують їх решіток, називають наскрізними. У наскрізних конструкціях є вузловим з'єднанням елементів решітки між собою і з поясами, що вимагають спеціальних засобів з'єднання.
При експлуатації конструкцій в умовах підвищеної хімічної агресивності середовища наскрізні дерев'яні конструкції не рекомендуються до застосування, так як на відкритих горизонтальних поверхнях елементів конструкції накопичується багато агресивної пилу, яка з'єднуючись з вологою в повітрі утворює кислоти і луги, що призводять до руйнування деревини. У той же час збільшення поверхні дерев'яної конструкції і застосування дерев'яних елементів невеликого поперечного перерізу підвищує пожежну небезпеку будівлі.
У наскрізних конструкціях багато металевих включень (розтягнуті елементи та елементи з'єднань).
Внаслідок податливості застосовуваних у дерев'яних конструкціях з'єднань, а також деформації деревини від сушки і зволоження в статично невизначених сістемах__может проізойті_ перерозподіл зусиль в елементах наскрізних конструкцій аж до зміни знака діючих зусиль. Тому наскрізні дерев'яні конструкції не рекомендується використовувати в статично невизначених системах.
Розрізняють два типи наскрізних площинних конструкцій, балкові і розпірні. Основними застосовуваними наскрізними площинними дерев'яними конструкціями в покриттях є ферми.
У сучасному будівництві найширше застосовують ферми сегментні з криволінійним клеєним верхнім поясом, багатокутні і трикутні. Зусилля в елементах ферм слід визначати в припущенні шарнірно вузлів.
Відбір деревини при її застосуванні для розтягнутих елементів повинен бути ретельним, так як її пороки негативно впливають на міцність при розтягуванні.
В якості нижніх поясів ферм використовують розтягнуті елементи з клеєної деревини, оскільки в склеюваних дошках попередньо можна вирізати місця з вадами, а їх з'єднання, виконані на зубчастий шип, розташувати вразбежку. При цьому підвищується вогнестійкість конструкції, а також стійкість до впливу хімічно агресивних середовищ.
При застосуванні наскрізних конструкцій у звичайних умовах доцільно розтягнуті елементи робити металевими. У фермах на розтяг працюють зазвичай нижній пояс і підвіски. Елементи наскрізних конструкцій, що працюють на стиск із вигином, зокрема верхні пояси ферм при внеузловом додатку поперечного навантаження, виконують з клеєних елементів великих розмірів поперечного перерізу і значної довжини.
Нижній брус сприймає тільки стискаючі сили і перевіряється на поздовжній вигин із розрахунковою довжиною, рівній довжині панелі верхнього поясу. У верхньому поясі ферм, виконаному з прямолінійних елементів від дії внеузловой поперечного навантаження, виникають значні згинальні моменти. Для зменшення перетину необхідно прагне до сніженіюдействующіх в них згинальних моментів, створюючи розвантажувати момент зворотного знаку ексцентричним додатком нормальної сили. Ексцентриситет може бути різним. Нерідко його визначають з умови рівності абсолютних значень моменту в прольоті від навантаження в панелі верхнього поясу, діленого на коефіцієнт |, і моменту від ексцентриситету е

За абсолютною величиною ексцентриситет не повинен перевищувати 1/4 висоти перерізу пояса або не менше половини перетину щоб уникнути можливого руйнування від сколювання. При відсутності стику в панелях нижнього поясу, суміжних з ексцентрично рішенням вузлом, можна вважати, що момент розподіляється між суміжними панелями пояса порівну. При наявності стику момент сприймається однією панеллю, яка не має стику.
При позацентровому прикріпленні решітки в коньковом вузлі верхнього поясу з висхідними розкосами при завантаженні всього прольоту моменти невеликі і розрахунковим тут є вузловий момент при односторонній навантаженні.
Замінимо нормальну силу від дії постійної q і тимчасової Р: і поперечну силу Q = Pl / 8
Згинальний момент, на який і розраховують верхній пояс у вузлі як позацентрово-стиснутий елемент, але без введення коефіцієнта .
Деформації (прогини) наскрізних конструкцій є наслідком не тільки пружних деформацій елементів і сполук у вузлах і стиках, але й пухких деформацій, наприклад від нещільностей у з'єднаннях при їх виготовленні. В цельнодеревянних фермах прогини звичайно більше так як в них є велика кількість елементів і вузлів, відповідно більшу кількість місць зминання, особливо під кутом і впоперек до волокон. Стики на нагелях, також сприяє збільшенню деформацій. У фермах з клеєним нижнім поясом при стикуванні дощок по довжині за допомогою зубчастого з'єднання прогини будуть менше.
Де N₁- Зусилля в елементах ферми від одиничної сили, прикладеної в_том вузлі, _у. якому визначається прогин ферми.
У дерев'яних або металодерев'яних фермах прогин, визначений за наведеною формулою буде занижений, оскільки в ній враховуються тільки пружні подовження або укорочення матеріалу елемента, але не беруться до уваги деформації в сполуках - у вузлах ферм і в стиках елементів, облік яких обов'язковий, так як вони значно збільшують прогин.
Граничні деформації за нормами: при з'єднанні на нагелях всіх видів (у тому числі і в стиках) 2 мм;
в примиканнях дерев'яних елементів під прямим кутом 3 мм. Д ля зменшення видимого провисання ферм останнім при виготовленні додають будівельний підйом (зворотний вигин нижнього пояса), який приймається 1/200 прогону.

26. Забезпечення повздовжньої та поперечної стійкості площинних конструкцій в будівлях і спорудах.

Площинні конструкції (балки, арки, рами, ферми і т. д.) призначені для сприйняття навантажень, що діють в їх площині. У будівлях чи спорудах різні площинні конструкції при взаємному з'єднанні утворюють просторову конструкцію, яка повинна забезпечити надійне сприйняття зовнішніх сил будь-якого напрямку при наіневигоднейшем поєднанні їх у відповідності з умовами експлуатації. При цьому передача зусиль від одних частин споруди на інші аж до його основи повинна проходити без будь-якого порушення просторової незмінності, стійкості, твердості і міцності всієї просторової конструкції в цілому і окремих її частин.

При транспортуванні і монтажі збірних конструкцій може виникнути необхідність влаштування спеціальних кріплень, що забезпечують незмінюваність, міцність і стійкість цих конструкцій. Принципи проектування конструктивного остова дерев'яної будівлі
Загальна стійкість остову дерев'яної будівлі може бути додана наступними способами.

Рис. 1. Поперечний переріз дерев'яного каркасного будинку з щемлені в землі стійками,
мають на кінцях пасинки (дерев'яні антісептірованние, залізобетонні або металеві):
1-підкоси; 2-пасинки.

Рис. 2. Каркас будівлі з кансольно щемлені в фундаментах стійками суцільний або наскрізний конструкції

Перший спосіб. Поперечну і поздовжню стійкість будівлі створюють просторовим защемленням кожній з стійок каркаса в грунті. Верхні кінці стійок зв'язують через обв'язування з елементами покриття (рис. 1). Щоб уникнути можливого в деяких випадках перекошування будівель у зв'язку з деформаціями грунту в місцях защемлення стійок в крайніх прольотах поздовжніх і торцевих стін, а також у проміжних прольотах доцільно встановлювати зв'язки з інтервалом 20 - 30 м. Для збільшення терміну служби такого будинку необхідно нижню частину стійок, зариту в землю, антисептировать, щоб не було швидкого загнивання. Переважно нижні кінці стійок розташовувати вище рівня підлоги і прикріплювати їх болтами або хомутами до змінюваним дерев'яним, а ще краще - залізобетонними пасинками. Цей спосіб одержав широке поширення в будівництві тимчасових будівель.
Другий спосіб. Поперечна стійкість будівлі забезпечується защемленням у фундаментах плоских дерев'яних стійок, гратчастих або клеєних (див. рис. 2).
Гратчасті стійки защемляють натяжними анкерами. Прикріплення клеєних стійок до фундаменту показано на рис. 3.

Рис. 3. Спосіб защемлення дерев'яних клеєних стійок.
Анкерами служать сталеві смуги, що закладаються у фундамент і розраховуються на максимальну відривається зусилля N _а, яке визначається при наіневигоднейшем сполученні навантажень. До анкерним смужкам приварені равнобокой куточки. У опорної частини клеєна стійка на довжині l _ск, яка визначається за розрахунком на сколювання з притиском, має збільшену висоту перетину для освіти похилих площадок зминання під кутом 30 - 45 °, на які укладають куточки. Крізь консольні частини куточків з двох сторін стійки проходять перехресні тяжі з нарізкою на обох кінцях. У місці перетину вони приварені до сталевих пластинках, прилеглим впритул до бічних гранях клеєної стійки.
Зусилля в тяже визначають за формулою
Зусилля, сприймане майданчиком зминання
Майданчик сколювання сприймає зусилля
Поздовжню стійкість будівлі з плоскими стійками створюють постановкою зв'язків з поздовжнім стінам і між внутрішніми стійками, якщо такі є, в поздовжньому напрямку. Для незмінності каркасних торцевих стін в їх крайніх прольотах також ставлять аналогічні зв'язки.

Третій спосіб. Поперечну стійкість будівлі забезпечують, застосовуючи найпростіші комбіновані і підкісні системи, рамні системи або арочні конструкції, що передають розпір безпосередньо на фундаменти.
Поздовжня стійкість будівлі може бути створена постановкою зв'язків з поздовжнім лініях стійок (рис. 4).

Рис. 4. Схема каркасного будинку при шарнірному закріпленні стійок на
фундаменти і шарнірному примиканні до елементів покрівельного покриття.
Стінові щити при цьому розташовують з зовнішньої сторони стійок. Поздовжню стійкість будівлі з арочними конструкціями, обпертими безпосередньо на фундаменти, надають зв'язку, розташовані в конструкції покрівельного покриття, а просторову стійкість нижніх поясах - поперечні зв'язки, що з'єднують арки попарно.

Четвертий спосіб. Стійкість каркасного будинку при шарнірному закріпленні стійок на фундаменти і шарнірному примиканні їх до елементів покриття можна створити лише в тому випадку, якщо конструктивні елементи покриття і стін не тільки будуть достатньо міцними, жорсткими і стійкими для сприйняття всіх діючих на них навантажень, але і створять незмінні, жорсткі і стійкі діафрагми, утворюючи тим самим неизменяемую, жорстку і стійку просторову коробку. Для цього в площині покриття можна використовувати застосовуваний в якості основи під рулонну покрівлю щитової настил, пов'язаний цвяхами з прогонами; в стінах можуть бути використані косі обшивки або спеціальні зв'язки між стійками каркаса (див. рис. 2 і 4).
Участь огороджувальних частин будівлі у забезпеченні його просторової стійкості, яку встановлюють перевірним розрахунком, можливо тільки при відносно малих розмірах будівлі.
Стійкість і жорсткість будівель, що збираються з готових щитів дощаті-цвяховий або клеефанерной конструкції заводського виготовлення, перекіс яких запобігається пристроєм внутрішніх розкосів, діагональної обшивкою або обклеюванням фанерою, може бути забезпечена, як і в попередньому випадку, жорсткої горизонтальної діафрагмою горищного перекриття або похилим покрівельним покриттям, надійно чинять опір перекосу стін. Для цього необхідно, щоб жорсткість і стійкість поперечних стін була достатньою для сприйняття в своїй площині горизонтальних сил від вітру, що передаються від поздовжніх стін через горизонтальну діафрагму (рис. 5). При цьому щити поздовжніх стін, безпосередньо сприймають вітрове навантаження, працюють як однопрогонова плит, опертих внизу на фундамент, а вгорі на горизонтальну діафрагму. Щити поперечних стін, паралельних напрямку вітру, працюють в своїй площині на перекіс і перекидання.
Розглядаючи стійкість поперечної стіни як сумарну стійкість складових її щитів, пов'язаних між собою нащільниками на цвяхах, визначаємо розрахункове вітрове тиск, сприймане поперечною стіною

де n - число щитів в поперечній стіні; G ₁ - постійна вертикальне навантаження від ваги перекриття та покрівлі, що передається через верхню обв'язку на один щит; G ₂ - вага одного щита; b - ширина щита; h - висота стіни; Т _гв - розрахункове зусилля, що сприймається одним цвяхом; n _гв - кількість цвяхів, що прикріплюють нащельник до одного щита; W ₁ - вітрове навантаження з навітряної сторони на 1 м довжини верхньої обв'язки поздовжньої стіни; W ₂ - те ж, з підвітряного боку; l - відстань між поперечними стінами; k _З - коефіцієнт запасу на перекидання, що приймається 1,4.

Рис. 5. Розрахункова схема роботи стінових щитів на вітрове навантаження:
1-щити горищного покриття; 2-стінові щити.

27. Схеми в’язів, їх конструювання та розрахунок. Використання жорстких настилів для забезпечення повздовжньої стійкості площинних конструкцій.

Площинні конструкції (балки, арки, рами, ферми та ін.) призначені для сприйняття навантажень, що діють у їхній площині. Однак є ряд навантажень (вітер, гальмові зусилля кранів, сейсмічні, монтажні, аварійні, непередбачені), напрямок яких не збігається з площиною несучих конструкцій і їх сприйняття вимагає закріплення площинних конструкцій у поперечному напрямку. Таке закріплення конструкцій необхідно також для забезпечення їхньої стійкості з площини. Для цієї мети застосовують спеціальні зв'язки жорсткості і вітрові зв'язки, що сприймають сили, які

діють перпендикулярно до площини основних несучих конструкцій, і передають їх на несучі конструкції (на капітальні стіни, фундаменти), що лежать нижче. Зв'язки являють собою плоскі незмінні системи, розташовані в

горизонтальних, вертикальних або похилих площинах. Відповідно до цього розрізняють зв'язки: скатні, необхідні для

утримання верхніх стиснутих поясів ферм і розташовані в площині схилів даху; горизонтальні, необхідні для утримання нижніх поясів ферм, навантажених горизонтальним навантаженням; вертикальні, необхідні для

забезпечення вертикального положення конструкцій і розташовані в площині стояків або розкосів основних несучих конструкцій. Для забезпечення просторової жорсткості використовується конструкція даху, що дозволяє створювати жорстку в площині схилу даху пластинку: при подвійному перехресному настилі (рис. 8.1а) або збірно-щитовій конструкції даху (рис. 8.1,б) застосовують прогони, що забезпечують незмінність положення несучих конструкцій покриття в просторі; при застосуванні тришарових плит (рис. 8.1в) вони самі жорстко кріпляться до несучих конструкцій і тим самим забезпечують жорсткість і стійкість несучих елементів покриття. При відсутності жорсткого схилу даху влаштовують спеціальні скатні ферми жорсткості (рис. 8.1, г і д), поясами яких є верхні пояси двох сусідніх

ферм покриття, а стояками – прогони (або розпірки). До елементів покриття додаються тільки розкоси, виконувані з дощок або брусків, прибитих цвяхами знизу до прогонів або зверху до поясів ферм (рис. 8.2,а), також розкоси з круглої сталі у вигляді тяжів (рис. 8.2,б); при муфтових кріпленнях можна коректувати положення верхніх поясів ферм (рис. 8.2,в).

Крім скатних ферм жорсткості для створення незмінного просторового блоку покриття необхідно також ставити між двома сусідніми фермами вертикальні зв'язки в площині опорних стояків (якщо вони є) і в середині

прольоту, а при фермах із прольотами більше 24 м - у чвертях прольоту і закріпити опорні вузли ферм, наприклад, обв'язувальним брусом. Такі зв'язки влаштовують по торцях будівлі й у проміжках по довжині будівлі з

урахуванням, щоб відстань між ними не перевищувала 30 м (рис. 8.1, е). Для сприйняття горизонтальних навантажень на будинок і передачі їх на фундаменти, а також для стійкості колон будівлі влаштовують вертикальні зв'язки по рядах колон. Ці зв'язки виконують у вигляді підкосів або хрестіві розташовують в місцях улаштування жорстких блоків покриття (рис. 8.1,ж). Жорсткість колон із площини може бути збільшена постановкою горизонтальних розпірок, до яких відноситься обв'язувальний брус, що зв'язує колони в місцях обпирання на них балок або ферм покриття.

Переріз зв'язок підбирають за умовами гнучкості: у стиснутих елементах гнучкість не повинна бути більше 200, у розтягнутих елементах – 400. У тришарнірних арках і рамах стиснуті нижні пояси повинні бути

розкріпленні вертикальними або похилими сполучними фермами, що з'єднують попарно вузли двох сусідніх арок або рам між собою і з прогонами покриття (рис. 8.1, з, і, к). Вітрове навантаження, що діє на поздовжні стіни будівлі, сприймається каркасом стіни і передається на основну несучу конструкцію поперечника будівлі. Вітрове навантаження, яке діє уздовж будівлі на торцеві стіни, сприймається каркасом цих стін, що повинен складатися із системи вертикальних фахверкових несучих колон, які працюють на вигин від вітру і передають горизонтальне навантаження вниз на фундаменти і нагору на жорстке покриття або вітрову ферму. При відсутності жорсткого покриття або вітрової ферми торцевий каркас проектується з фахверкових несучих колон однакової висоти до відмітки нижнього пояса ферми покриття, по верху яких розташовується сполучна ферма. Для такої конструкції торця проектованої будівлі фахверкові колони розраховують як затиснені внизу консолі.

28. Клеєдощаті і клеєфанерні балки

Дощатоклеєні балки.

Застосовуються в якості несучих конструкцій для різних типів будівель, елементів мостів,

галерей т.п. прольотами 6–24м.

Типи перерізів дощатоклеених конструкцій:

• прямокутний (1);

• складений з двох прямокутних (2);

• двотавровий (3);

• армований (4,5,6,7);

• складений,з арматурним каркасом в

шарі полімербетону (8)

 

Види прямолінійних дощатоклеєних балок

постійної висоти перерізу (1);

• змінної висоти перерізу, односхила (2);

• постійної висоти перерізу на опорах різної висоти(3);

• двохконсольна на опорах різної висоти(4);

• з верхнею (нижнею) консоллю на опорах різної висоти (5,6);

• двосхила, змінної висоти перерізу, з консолями (7);

• двосхила, змінної висоти перерізу (8);

• двосхила, постійної висоти перерізу з зубчастим з’єднанням (9)

Клеєфанерні балки.

Застосовуються в якості несучих конструкцій прольотами 6–18м.

Складаються з поясів і стінок.

Типи перерізів клеєфанерних конструкцій:

1.Двотавровий. 2.Коробчастий. 3.Коробчастий з винесеним поясом. 4.Двотаврово-коробчастий.

5.Коробчастий для криволінійних конструкцій. 6.Двотаврово-коробчастий для криволінійних

конструкцій. 7,8,9.Армовані перерізи. 10.Двотаврово-коробчастий з пірамідальними поясами.

11.Двотавровий з косими поясами. 12,13.Перерізи з гнутими стінками.

Види прямолінійних клеєфанерних балок:

• з паралельними поясами (двотаврово-коробчастого перерізу)(1,4);

• двосхила (коробчастого перерізу)(2);

• двосхила з дощоклеєним верхнім поясом(3);

• з паралельними поясами із фанерних плит (5);

• з хвилястою стінкою(6).

 

Види криволінійних клеєфанерних балок:

• двосхила з криволінійним верхнім поясом;

• двосхила з гнутоклеєними вставками в поясах;

• двосхила з прямолінійним верхнім поясом

Конструктивний розрахунок.

1. Збір навантажень.

2. Визначення внутрішніх зусиль.

3. Визначення геометричних розмірів перерізу і конструювання балки:

При конструюванні враховуються розміри фанерних листів з метою меншої кількості відходів

при розкрої

29. Клеєдощаті колони.

 

 

30. Розпірні системи трикутного обрису.

31. Клеєдощаті арки кругового обрису і стрілчасті.

32. Рами клеєдощаті з прямолінійних елементів та гнутоклеєні.

33. Рами із брусів та клеєдощаті підкісної системи
Сегодня деревянные рамы могут быть изготовлены из массива или клееного бруса. Первые, конечно, наиболее природны — материал полностью экологичен, а за счет применения специальных пропиток можно улучшить его эксплуатационные качества, например, снизить подверженность воздействию влаги и горючесть — именно они считаются слабыми местами деревянных рам. Однако очень важно знать, какую работу провели с деревом прежде, чем оно пошло на производство окна, а в частности, достаточно ли высушен был материал. Плохо подготовленная древесина может покорежиться или растрескаться от воздействия температур и осадков, даже если на нее были нанесены защитные растворы. Правильно изготовленные деревянные рамы будут хорошо сохранять тепло, подавлять шумы улицы, а главное — дышать, создавая комфортный домашний микроклимат.
Конструкцію й процес виготовлення рам (плетінь) можна значно спростити, якщо выстрагивание брусків складного профілю замінити склеюванням їх по довжині з окремих деталей - брусків, планок і рейок, квадратних, прямокутних, овальних.
Достатня міцність забезпечується правильним прифугуванням деталей, застосуванням казеїнового клею, гарним запресовуванням, а також додатковим кріпленням столярних сполук шурупами, цвяхами, металевими накладками. Склеєні бруски менше жолобляться, деталі такого плетіння легко заміняти, ремонтувати.

 

34. Ферми трикутного обрису із брусів і колод з вузловими з'єднаннями на лобових врубках.

35. Брущаті і клеєдощаті великопанельні ферми трикутного обрису.

Трикутні ферми системи ЦНИИСК застосовують, як правило, для
покрівель з матеріалів, що вимагають значного ухилу. Ставлення висоти ферми в конику до прольоту приймають не менше: для цільнодеревяних
ферм 1/5. Для ферм з клеєним верхнім це відношення може бути
знижено до 1/7 прольоту. При цьому ухил верхнього поясу і покрівлі коливається від 1:2,5 до 1:4. Верхній пояс ферми може бути виконаний з клеєних блоків або з
брусів. Нижній пояс рекомендується робити металевим з профільної
або круглої сталі. Можливе застосування і дерев'яного клеєного або брусчатого нижнього поясу за умови виконання його з ретельно відібраної і належно склеєної деревини. Решітка в трикутних фермах для підвищення індустріального їх
виготовлення повинна складатися з мінімального числа елементів. З цією
метою рекомендують чотирьохпанельне (по верхньому поясу) ферми з двома
стислими розкосами і відповідно з одного розтягнутої або двома стиснутими. Для чотирьохпанельної ферми із стисненими розкосами і центральної
розтягнутої стійкою примикання стислих розкосів до верхніх поясів може
бути виконано шляхом упору в спеціальні металеві черевики (рис.6.3.) Безпосередньо у верхні пояси з відповідною їх підрізуванням
(рис. 6.4.) або на вузлових болтах з металевим вкладишем (мал. 6.5.).

Розрахункові поздовжні зусилля в елементах трикутних ферм визначаються аналітично або графічно. Відмінною особливістю трикутних ферм є те, що при завантаженні тимчасовим навантаженням половини прольоту решітка на незавантаженій половині не працює. Тому розрахункові зусилля у всіх елементах ферм виходять при сніговому навантаженні на всьому прольоті.
Стислі елементи решітки розраховують на поздовжній вигин, розтягнуті перевіряють на розтягування з урахуванням наявних послаблень.
Вузли ферми. Розрахунок вузлів трикутних ферм пов'язаний з їх конструкцією. У клеєної фермі з розрізним верхнім поясом і металевими
вузловими вкладишами (див. рис. 6.5.) Конструкція вузлів верхнього поясу
аналогічна конструкції подібних вузлів у сегментних фермах (см.гл. 6.4.). У клеєної фермі з упором розкосів в верхній пояс (см. рис. 6.6.)
необхідно перевірити змин деревини в опорному і коньковому вузлах, а
також у місці упору розкосу в верхній пояс. У всіх випадках розрахунковий опір зім'яту беруть з урахуванням кута між стискаючою силою та напрямком волокон елемента що зминається.
У брущатому фермі (див. рис. 6.3.), Крім того, потрібно розрахувати 
 приєднання до верхнього поясу металевого черевика, в який впирається розкіс. Нагелі (або цвяхи), що з'єднують башмак з верхнім поясом, 
 розраховують на зусилля, що прагне зрушити башмак вздовж пояса.

 

 

36. Сегментні та лінзоподібні ферми. Металодерев'яні полігональні ферми
ферми застосовують у покрівлях про­мислових і житлових будівель, ангарів, вокзалів, спортивних споруд, ринків, радіо та телевізійних вежах, щоглах різного призначення, опорах ліній електропередач та інших конструкціях.

За статичними ознаками розрізняють ферми балкового типу — однопролітні, багатопролітні та консольні, аркового і рамного типу, а також вантові.

Залежно від призначення фермам надають різної конструктивної форми — від легких прут­кових конструкцій до важких ферм великих про­льотів, плоских і просторових.

Найширше застосовують у промислових і жит­лових будівлях розрізні балкові ферми, найпрос­тіші для виготовлення та монтажу.

Геометрична схема ферми характеризується обрисом поясів та видом решітки.

За обрисами поясів розрізняють кроквяні фер­ми з паралельними поясами, тра­пецієподібні трикутні та сегментні

найбільш економічними є сегментні ферми, проте вони, як і трикутні, мають суттєві недоліки: велику трудомісткість, зумовлену різними довжинами решітки та кри­волінійністю верхнього поясу.

Статична незмінність ферми досягається за­стосуванням решітки, яка утворює систему три­кутників.
Верхній пояс сегментних клеєних ферм окреслено по дузі і розбитий на панелі великих розмірів. Застосовують головним чином металлодере – вянние сегментні ферми з клеєним верхнім поясом і з прямолінійним нижнім поясом з профільної або круглої сталі. Прольоти клеєних сегментних ферм можуть досягати 36 м.

Верхній пояс сегментних ферм рекомендується виготовляти нерозрізним на весь проліт, проте за умовами транспортування або заводської технології це неможливо здійснити. Тому частіше верхній пояс виготовляється нерозрізним на половину прольоту або складається з окремих блоків, що з'єднуються у вузлах. Стики гнутоклеєних блоків виконують безпосереднім упором торців.

Ферми прольотом до 24 м включно бажано повністю виготовляти на заводі і доставляти на місце установки в готовому вигляді.

Елементи решітки сегментних ферм виготовляють або з брусів, або з клеєної деревини. У відношенні решітки сегментні ферми є вигідною конструкцією, так як в ній застосовується трикутна решітка і у вузлах сходиться не більше двох елементів, які центрують в цих вузлах.

Конструкція вузлів верхнього поясу різна при розрізному і нерозрізній поясі (мал. 36.5). В обох випадках до кінців розкосів прикріплюють на болтах металеві пластинки-наконечники, що мають у вільному кінці отвір для вузлового болта. Зусилля від розкосів через платівки-наконечники сприймаються вузловим болтом, який передає їх рівнодіючу або на металевий вкладиш, а через нього на верхній пояс, або на дерев'яні або металеві бокові накладки і безпосередньо на верхній пояс. Наконечники розкосів з смугової сталі між панелями верхнього поясу і парними накладками з дерева поміщаються в спеціально обраних пазах в накладках.

Лінзоподібні ферми розглядаються як статично невизначені системи з нерозрізними поясами. Статичний розрахунок ферми можна виробляти за стандартними програмами на ЕОМ.

Перевага такої конструкції, в порівнянні з сегментної, полягає в значному радіусі кривизни верхнього поясу, а необхідна висота ферми в середині прольоту забезпечується гнутоклеєних нижнім поясом. Така геометрія обриси покрівлі дозволяє приймати в розрахунку рівномірно - розподілену по всьому прольоту схему сніговідкладень, при якій елементи ферми навантажені більш рівномірно, ніж при несиметричною схемою сніговідкладень.
Металодерев’яні ферми – це конструкції, в яких усі елементи, що працюють на стиск, виконані здерева, а на розтяг – зі сталі. Металеві ферми виготовляють із прокатних профілів, найчастіше кутиків, або з труб. Елементи з’єднують зварюванням. Коли прольоти понад 6м горищні покриття можна робити підвісними. При цьому вони складаються з прогонів, що підвищуються до вузлів нижнього пояса висячих крокв або ферм, балок, що спираються на ці прогони і між балкового заповнення.

 

37. Куполи-оболонки, ребристі і ребристо-кільцеві куполи.

 

Купольні покриття є найбільш розповсюдженою формою просторових

конструкцій, в тому числі з деревини, фанери, пластмас. Як один з найбільш економічних видів оболонок при круглому або багатокутному плані, вони одержали велике поширення в цивільному, промисловому і

сільськогосподарському будівництві. Купольні оболонки з пластмас мають діаметр від одного метра (світлові ліхтарі) до 50-60 м (сфери укриття антенних пристроїв). При посиленні пластмасових куполів дерев'яними або металевими ребрами їхні прольоти можуть перевищувати 100 м. За конструктивним рішенням куполи можуть бути тонкостінними, ребристими,

ребристо-кільцевими, сітчастими. Дерев'яні тонкостінні куполи-оболонки, що мають, як правило, сферичний

обрис, діаметром 12-35 м. Купол складається (рис. 3.5) з меридіанних ребер

(арочок), верхнього і нижнього опорних кілець, кільцевого і косого настилів.. Для прольотів від 12 до 35 м застосовують тонкостінні сітчасті купола. При прольотах від 35 до 120 м і більше в цілях збільшення жорсткості застосовують ребристі куполи-оболонки.

Крок ребер 3-6 м по нижньому поясу. У ребристих куполах по арках йдуть прогони, по прогонах укладаються в два шари настил з дощок - подовжній і косою під кутом 45 ° до прогонів.
Нижня опорне кільце працює на розтяг і виконується залізобетонним. Верхнє кільце працює на стиск і може бути дерев'яним. Сполуки полуарок з кільцями рекомендується виконувати шарнірним. У розрахунку арок жорсткість прогонів і настилу не враховується.
Розрахунок ребристого купола ведеться шляхом розчленовування на арки з відповідної вантажної площею. В іншому порядок розрахунку повністю збігається з розрахунком клеєних трехшарнірних арок.
Просторова незмінюваність і стійкість плоскої форми вигину ребер забезпечується встановленням зв'язків (горизонтальних і вертикальних). Куполи-оболонки можуть бути виконані з крупнопанельних клеєфанерних елементів, що значно зменшує трудомісткість зведення покриття.

Дерев'яні тонкостінні куполи-оболонки збирають за допомогою

риштувань. При цьому необхідно звертати увагу на приторцовку стиків

стиснутого кільцевого настилу. Статичний розрахунок куполів-оболонок виконують за безмоментною

теорією, відповідно до якої для сферичної оболонки при дії на неї

осесиметричного навантаження основне рівняння напруженого стану має вигляд Т 1 + Т 2 = q × R,

де Т 1 – меридіональне зусилля на одиницю довжини кільцевого перерізу; Т 2 – кільцеве зусилля на одиницю довжини дуги меридіана; q – рівномірно розподілений нормальний до поверхні купола тиск, спрямований до центра сфери; R – радіус сферичного купола.

Ребристі куполи
Ребристі куполи - одна з перших конструктивних схем купольних покриттів, що складається з окремих, поставлених радіально площинних несучих криволінійних або прямолінійних ребер, що спираються в верхнє і нижнє опорні кільця або фундаменти (рис. 1). ^ Ребристі купола можуть бути багатогранними, сферичними або складчастими. Складаються ребристі куполи з ребер в меридіональному напрямку. Ребра спираються на нижні і верхні опорні кільця
Крок ребер 3-6 м по нижньому поясу. У ребристих куполах по арках йдуть прогони, по прогонах укладаються в два шари настил з дощок - подовжній і косою під кутом 45 ° до прогонів.
Нижня опорне кільце працює на розтяг і виконується залізобетонним. Верхнє кільце працює на стиск і може бути дерев'яним. Сполуки полуарок з кільцями рекомендується виконувати шарнірним. У розрахунку арок жорсткість прогонів і настилу не враховується.
Розрахунок ребристого купола ведеться шляхом розчленовування на арки з відповідної вантажної площею. В іншому порядок розрахунку повністю збігається з розрахунком клеєних трехшарнірних арок.
Просторова незмінюваність і стійкість плоскої форми вигину ребер забезпечується встановленням зв'язків (горизонтальних і вертикальних).

Огороджувальна частина покриття, покладена по верхнім гранях ребер, утворює поверхню купола. Покриття складається з дощатих щитів або настилу з кільцевих прогонів, клеефанерних або скло