Сегментная металлодеревянная ферма. Расчет и конструирование.

Верхний пояс клееных сегментных ферм очерчен по дуге и разбит на панели крупных размеров. В современном строительстве применяют главным образом металлодеревянные сегментные фермы с клееным верхним поясом и с прямолинейным нижним поясом из профильной или круглой стали. Пролеты клееных ферм рекомендуется принимать до 36 м.

Сегментные фермы можно изготавливать и значительно больших пролетов, а при обеспечении надлежащего контроля за качеством, нижние пояса выполнять клееными, причем очертание нижних поясов может быть не только прямолинейным, но и криволинейным. Далее рассматриваются сегментные фермы с прямолинейным нижним поясом. Отношение высоты ферм к пролету рекомендуется принимать не менее 1/6 в случае прямолинейного клееного и не менее 1/7 в случае металлического нижнего пояса.

Верхний пояс сегментных ферм рекомендуется изготавливать неразрезным на весь пролет, однако в некоторых случаях это невозможно осуществить по условиям транспортирования или заводской технологии. Тогда верхний пояс может быть изготовлен неразрезным на его половину или состоящим из отдельных блоков, соединяемых в узлах. Стыки гнутоклееных блоков выполняют непосредственным упором торцов или через сварные вкладыши в узлах, закрепленных от выхода из плоскости фермы.

В конструктивном отношении верхний пояс представляет собой пакет, склеенный из досок плашмя, имеющий прямоугольное сечение шириной b и высотой h. Поясам сегментных ферм следует придавать строительный подъем, равный 1/200 пролета.

Элементы решетки сегментных ферм изготавливают либо из брусьев, либо из клееной древесины. В сквозных конструкциях наибольшие трудности вызывает решение узлов. Чем меньше элементов сходится в узле, и чем меньше усилия в этих элементах, тем проще конструкция узлов. В этом отношении сегментные фермы являются выгодной конструкцией, так как в ней применяется треугольная решетка и в узлах сходится не более двух элементов, которые центрируют в этих узлах

Расчет сегментных ферм. Особенности расчета ферм с неразрезным верхним поясом

При определении расчетных усилий в элементах сегментных ферм рассматривают следующие сочетания постоянной и временной нагрузок:

- равномерно распределенные по всему пролету постоянная и временная;

- равномерно распределенные по всему пролету постоянная и на половине пролета временная;

- равномерно распределенная по всему пролету постоянная и по закону треугольников временная;

- равномерно распределенная по всему пролету постоянная и распределенная по закону треугольника на половине пролета временная.

Расчет клееных сегментных ферм начинают с определения продольных усилий в элементах ферм от узловой расчетной нагрузки. Криволинейный верхний пояс заменяют при этом прямолинейным — узлы верхнего пояса соединяют прямыми линиями — хордами, исходя при этом " из предположения шарнирности узлов. Комбинированием полученных усилий определяют максимальные расчетные продольные усилия.

Верхний пояс. Вследствие криволинейности верхнего пояса и расположения нагрузки между узлами он работает как сжато-изгибаемый стержень.

Расчетный момент М в панели верхнего пояса исчисляют как сумму моментов от поперечной нагрузки I М_о и момента M_N от продольной силы N, возникающего за счет выгиба панели

M = M₀±M_N.

В случае разрезного верхнего пояса, загруженного равномерно распределенной нагрузкой.

М = (q²/8)— Nf,

Металлические пластинки-наконечники рассчитывают па продольный изгиб. Их расчетную длину принимают равной расстоянию от узлового болта до ближайшего болта в пластинке. Для уменьшения продольного изгиба пластинок-наконечников их стягивают дополнительным болтом, который ставят у торца деревянной части раскоса со стороны пояса.

Узловой болт, на который надевают пластинки-наконечники раскосов, рассчитывают на восприятие силы R, равной равнодействующей усилий сходящихся в узле раскосов. Усилие R надо определять при разных положениях временной нагрузки. В зависимости от конкретного случая может быть принята соответствующая схема работы узлового болта.

Проверке подлежит прочность болта на изгиб, срез, сжатие и сжатие древесным в нагельном гнезде и т.д..