Сегментные фермы из клееных балок. Схемы ферм, применение, конструкции узлов, порядок и особенности расчета

Сегментные фермы экономичнее треугольных по расходу материала, так как верхний пояс очерчен по дуге окружности, близкой к эпюре давлений при равномерно распределенной нагрузке по всему пролету, что резко снижает изгибающие моменты в поясе и усилия в раскосах.

Сегментные фермы отличаются небольшой массой, малым числом монтажных элементов, простотой узловых соединений. Пролеты ферм назначают 15, 18,21,24 м. В сегментных фермах не рекомендуется устраивать различные надстройки, световые фо­нари, подвесные потолки, так как это значительно усложняет конструкцию таких ферм.

В практике строительства в покрытиях однопролетных зданий нашли применение в основном два типа сегментных ферм:

- металлодеревянные сегментные фермы с клееным верхним поясом (см. рис. 9.4);

- фермы из брусков и досок на гвоздях (см. рис. 9.8, 9.18).

В сегментных металлодеревянных фермах клееный верхний пояс может быть не­разрезным, т.е. состоять из одного элемента длиной от одного опорного узла до другого - основное решение, и разрезным - состоящим из двух (со стыком в коньке) или не­скольких элементов (со стыками в узлах).

При разрезном верхнем поясе все панели выполняются одинаковой длины, а при неразрезном длины крайних панелей (у опорных узлов) должны составлять 0,7 длины средних панелей.

При разрезном верхнем поясе в его стыках помещаются металлические вклады­ши, зажимаемые торцами сходящихся в узле криволинейных элементов верхнего пояса. Этот вкладыш обеспечивает необходимую плотность примыкания и центрирование торцов отдельных элементов. Узловой болт располагается в центре вкладыша. Усилия от раскосов через пластинки-наконечники воспринимаются узловым болтом, который передает их равнодействующую на вкладыш, а последний - на верхний пояс фермы. Стык верхнего пояса перекрывается деревянными или стальными накладками на бол­тах (см. рис. 9.5,а).

При неразрезном верхнем поясе узловой болт проходит через отверстие в верхнем поясе и двусторонних металлических накладках, которые крепятся к верхнему поясу стальными нагелями. Как и при разрезном верхнем поясе, равнодействующая усилий сходящихся в данном узле раскосов передается металлическими пластинками-наконечниками на узловой болт, а от него рассредоточено нагелями на верхний пояс. Пластинки крепятся к раскосам на глухарях или болтах. Под одну из пластинок делает­ся стальная подкладка той же толщины, что и сама пластинка, благодаря чему пересе­кающиеся в узле пластинки оказываются расположенными в разных плоскостях (см. рис. 9.5,6). Нижний пояс выполняется из двух уголков, имеющих прямолинейное очер­тание, но при сборке ферм для создания строительного подъема ему придают неболь­шую кривизну.

Конструкция узлов нижнего пояса в принципе аналогична узлам верхнего пояса: в центре узлов в вертикальных накладках делаются отверстия для узлового болта, на ко­торый при сборке надевают пластинки-наконечники раскосов. Все сходящиеся в узле элементы должны быть строго центрированы.

Опорный узел ферм решается преимущественно в «открытом» варианте, когда боковые пластины в меньшей степени закрывают верхний пояс. Торец верхнего пояса упирается в упорную пластину, выполняемую обычно из швеллера, который вваривает­ся между боковыми пластинами. Для уменьшения ширины фермы уголки нижнего поя­са привариваются к боковым пластинам опорного узла изнутри.

Узлы сегментных металлодеревянных ферм показаны на рис. 9.5.

В дощатых сегментных фермах (см. рис.9.18) верхний пояс состоит из 2...3 вет­вей, которые набираются из пакета брусков размерами 50x50 мм, 40x80 мм. В пределах каждой панели между ветвями ставятся прокладки из досок. Все бруски в ветвях верх­него пояса скрепляются по высоте вертикальным гвоздевым забоем, а в горизонтальной плоскости крепятся гвоздями к прокладкам. Стыки брусков верхнего пояса располага­ются по длине с таким расчетом, чтобы они находились не ближе 1/5 длины панели от узлов и чтобы расстояние между стыками было не менее 50 см.

Крепление к поясам дощатых элементов решетки осуществляется на гвоздях с эксцентриситетом, с центрированием по внутренним кромкам досок решетки.

Нижний пояс проектируется из 2...4 досок. Стыки досок нижнего пояса перекры­ваются накладками и прокладками на нагелях и болтах (рис. 9.19).

В современном строительстве сегментные дощатые фермы на гвоздях практиче­ски не применяются, однако в старых зданиях (см. рис. 9.7) встречаются довольно час­то, и при правильной эксплуатации работают вполне надежно 60 и более лет.