Лекции по деревянным конструкциям - часть 3

Лекция №10 

Плоские сквозные конструкции. Фермы - основные виды и расчет 

 
 Сквозными  несущими  деревянными  конструкциями  называются  такие,  в 

которых  пояса  соединены  друг  с  другом  не  сплошной  стенкой  из  досок  или 
фанеры  (как  в  плоских  сплошных  конструкциях),  а  решеткой,  состоящей  из 
отдельных стержней – раскосов и стоек. 

Применение решетки вместо сплошной стенки уменьшает расход материала 

на  конструкцию,  особенно  при  больших  пролетах.  В  то  же  время  сквозные 
конструкции  имеют  большое  количество  узлов  в  местах  соединения  решетки  с 
поясами,  что  значительно  усложняет  изготовление  таких  конструкций.  Поэтому 
выбор  типа  конструкций - сплошной  или  сквозной  производится  на  основе 
технико-экономических данных с учетом назначения помещения. 

 
Сквозные конструкции бывают: 
1) балочные ( фермы); 
2) распорные (арки и рамы); 
3) решетчатые стойки. 
 

     ферма 

 

    сквозная арка 

 

       рама с подкосами 

  
 
 

        решетчатая стойка 

О сквозных распорных конструкциях и о решетчатых стойках говорилось  в 

предыдущих лекциях .Сегодня мы займемся изучением основного вида сквозных 
конструкций - ферм. Фермы применяют, как правило, в статически определимых 
схемах в отношении как опорных закреплений, так и решения решетки. 

В  зависимости  от  конструктивных  особенностей,  связанных  с  методом 

изготовления, фермы подразделяют на фермы заводского (из клееных элементов) 
и построечного изготовления (из цельных элементов) 

Наибольшее  распространение  в  строительстве  получили  фермы  заводского 

изготовления.  К  ним  относятся  металлодеревянные  фермы,  верхний  пояс  и 
сжатые  стержни  решетки  которых  выполнены  из  клееной  древесины,  а  нижний 
пояс и растянутые стержни решетки  - из стали.  

Преимущества  клееной  древесины  позволяют  применять  в  случае 

необходимости, например, в условиях агрессивных сред, не только стальной, но и 
деревянный нижний пояс. 

 
По очертанию фермы подразделяются на: 

1. 

Треугольные; 

2. 

Трапециевидные; 

3. 

Многоугольные (чаще пятиугольные); 

4. 

Сегментные. 

Ферма  с  клееными  раскосами  и  разрезным  верхним  поясом *

Несущие-Клеедощатые-Фермы-Металлодеревянные-Треугольные

2000 год

Изд-е 1-ое

 Атлас строительных конструкций 

из  клееной древесины и  водостойкой фанеры

Лист 169

Источник

[ 12 ]

 

Рисунок 1 – Треугольная металлодеревянная ферма 

Двускатная ферма со сжатым опорным деревянным раскосом.

Лист 170

 Атлас строительных конструкций 

из  клееной древесины и  водостойкой фанеры

Несущие-Клеедощатые-Фермы-Металлодеревянные-Трапецевидные

Изд-е 1-ое

2000 год

Источник

[ 5 ]

 

Рисунок 2 – Пятиугольная металлодеревянная ферма 

 

 

Ферма с гнутоклееным верхним поясом и стальными подвесками

Несущие-Клеедощатые-Фермы-Металлодеревянные-Сегментные

2000 год

Изд-е 1-ое

 Атлас строительных конструкций 

из  клееной древесины и  водостойкой фанеры

Лист 173

Источник

[       ]

 

Рисунок 3 – Сегментная металлодеревянная ферма 

 

 

 

С целью уменьшения величины изгибающего момента передача сжимающего 

усилия  в  узлах  верхнего  пояса  из  прямолинейных  элементов  осуществляется  с 
эксцентриситетом,  как  в  арках.  Первую  панель  нижнего  пояса,  в  котором 
отсутствуют  усилия,  может  быть  деревянной,  а  опорный  нисходящий  раскос, 
воспринимающий  большое  растягивающее  усилие - стальным,  как  и  среднюю 
панель  нижнего  пояса.  Трапециевидная  односкатная  ферма  имеет  аналогичное 
конструктивное решение. 

Могут применяться так же фермы с параллельными поясами.  
Треугольные  клееные  фермы  могут  иметь  верхний  пояс  из  двух  клееных 

панелей  разной  длины,  более  длинной  и  мощной  является  первая  от  опоры 
панель.  Из  клееной  древесины  выполняются  также  два  раскоса.  Нижний  пояс  и 
растянутый тяж принимаются стальными. Панели верхнего пояса в узлах стыкуют 
с эксцентриситетом. 

Сегментные  клееные  фермы  компонуются  с  таким  расчетом,  чтобы  дуга 

верхнего пояса была из криволинейных элементов одинаковой длинны. Все узлы, 
включая  узлы  верхнего  пояса,  центрируют  по  осям  элементов.  Верхний  пояс 
такой  фермы  может  быть  разрезным  или  неразрезным.  Благодаря 
криволинейному  очертанию  верхнего  пояса  создается  обратный  выгиб  по 
отношению  к  оси  изгиба  пояса  под  действием  внешней  нагрузки,  поэтому  эта 
ферма  имеет  мало  нагруженную  решетку,  что  упрощает  конструкцию  ее 
элементов и узлов. 

К  фермам  построечного  изготовления  относятся  фермы,  элементы  которых 

выполнены  из  цельных  не  клееных  бревен,  брусьев  или  досок  с  узловыми 
соединениями на нагелях (болтах, гвоздях) или на лобовых врубках. Растянутые 
элементы решетки и нижний пояс фермы часто  делается стальными. 

По очертанию фермы построечного изготовления могут быть треугольными 

и многоугольными. 

Фермы  из  центральных  элементов  со  стальным  нижним  поясом  при 

треугольном  очертании  позволяет  просто  организовывать  плоскую  скатную 
кровлю. В этих фермах верхний пояс и раскосы делают из брусьев, а центральную 
растянутую стойку - из круглой стали. 

При  многоугольном  очертании,  приближающемся  к  очертанию  эпюры 

моментов  в  простой  балке,  усилия  в  панелях  верхнего  пояса  мало  меняются  от 
эпюры к середине пролета и в элементах решетки возникают небольшие усилия. 
Это  дает  возможность  создавать  как  верхний  пояс,  так  и  элементы  решетки  из 
древесины и только нижний растянутый пояс делается из профильной стали.  

Недостатком такой фермы является небольшое число узлов. 
Фермы на лобовых врубках имеют треугольное или пятиугольное очертание. 

 

Схема решетки в этих фермах такова, что деревянные раскосы оказываются 

сжатыми, а металлические стойки - растянутыми. Это позволяет крепить сжатые 
раскосы  к  поясам  с  помощью  лобовых  врубок,  воспринимающих  только 
сжимающие усилия а растянутые стоики (тяжи) делать из круглой стали. Тяжи на 
одном  конце  снабжены  резьбой  и  гайкой,  что  обеспечивает  возможность 
уплотнения узлов при сборке. 

В  пятиугольных  фермах  вблизи  середины  пролета  при  односторонней 

снеговой нагрузке раскосы могут получать растягивающие усилия и выключаться 
из работы.