Ферма перекрытия – Стропильная ферма — как сделать схема, план раскладки, уголки и стыковку деревянных стропил для двухскатной крыши, примеры на видео и фото

Содержание

преимущества, недостатки, расчёт и применение

Строительные конструкции в виде ферм применяются уже давно.

Деревянные фермы перекрытия стали применяться одними из первых.

К сожалению, с появлением металлопроката о них стали забывать.

Однако сейчас, когда остро стоит вопрос быстровозводимых недорогих конструкций, они снова стали востребованы.

Деревянные фермы – как и для чего применяются, особенности конструкции

Деревянные фермы перекрытийДеревянные фермы перекрытий

Деревянные фермы перекрытий

Бруски в конструкции фермы скрепляют при помощи металлических пластин.

Применяют как зубчатые штампованные пластины, так и «шведские» пластины со множеством отверстий под саморезы.

Последние используют при сборке на месте и тогда, когда изготовляют деревянные фермы перекрытия своими руками на месте.

Зубчатые пластины задавливают в дерево при помощи пресса.

Металл делают толщиной не менее 3 мм, используют оцинкованные стальные пластины. Раньше при изготовлении стропильных ферм из брёвен широко использовали различные скобы.

Деревянные фермы перекрытия делают плоскими. Трёхмерные фермы практически не применяют, они слишком сложные для расчёта, который будет ненадёжным из-за разности свойств дерева.

Устройство крышиУстройство крыши

Устройство крыши

Плоские состоят из двух балок, верхней и нижней, укосин и стоек.

Стойки расположены вертикально, укосины – под углом.

Верхняя и нижняя балка могут быть цельными или составными из стержней, могут иметь любую форму.

Места, в которых стержни фермы сходятся, называются узлами.

Для деревянных ферм узлы должны быть хорошо проработаны – соединять дерево тяжело из-за способности к скалыванию.

При использовании плоских пластин с зубцами существует минимальный размер пластины и минимальное количество зубцов, дающих прочный узел.

Преимущества деревянных ферм

  • Малый вес – по сравнению с металлическими они легче в 2-3 раза при той же жёсткости.
  • Простота и удобство в монтаже – их можно крепить временно при помощи гвоздей к деревянным стенам, связывать между собой в единую несущую систему без применения сварки, устанавливать в нужное положение силами двух-трёх человек.
  • Низкое давление на несущие стены.
  • Небольшая стоимость по сравнению с металлическими – это обеспечивается за счёт малой стоимости древесины и простоты изготовления.
  • Простота доставки на место строительства – фермы весят гораздо меньше, чем стальные или железобетонные конструкции.
  • Возможность быстро изготовить изделие по индивидуальному заказу, обеспечить гибкость производства ферм.

Недостатки деревянных ферм

Двускатная ферма из металлаДвускатная ферма из металла

Двускатная ферма из металла

  • Ограничения по максимальной длине пролёта и форме. По деревянным фермам перекрытия расчёт показывает, что использовать их при длине пролёта более 8-10 метров экономически нецелесообразно. Для этого нужны брусья большой толщины, клееные, что удорожает конструкцию.
  • Ограниченный расчётный срок службы. Соединения ферм перекрытия из дерева со временем разбалтываются. Это происходит из-за различий коэффициентов температурного расширения дерева и металла, который используют при соединении, появлении предварительных напряжений в деревянных стержнях. Однако он обычно больше 30 лет, что вполне достаточно для любых зданий.
  • Значительная толщина перекрытий. Приходится делать толщину ферм завышенной, чтобы обеспечить жёсткость. Например, перекрытие из дерева при той же несущей способности, что и плита из железобетона, будет в 3-4 раза толще.
  • Малое количество организаций, которые имеют качественную производственную базу. Не всегда такая организация есть в вашем регионе – возможно, придётся заказывать доставку издалека.

На видео представлен обзор двух ферм:

 

Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить нам.


Фермы перекрытия из дерева производство в Санкт-Петебурге

Почему деревянные фермы MiTek лучше других видов перекрытий

В малоэтажном строительстве для мансардных, чердачных и междуэтажных перекрытий целесообразно использовать нетяжелые материалы. Это позволяет снизить нагрузку на фундамент и несущие стены, что с одной стороны – обеспечивает надежность строению, с другой – позволяет существенно уменьшить затраты при строительстве.

Раньше в качестве перекрытий использовали деревянные или железные балки, но постепенно вместо них все чаще стали применять деревянные фермы перекрытий на МЗП, созданные по новой технологии MiTek.

Особенность технологии

Деревянные фермы MiTek – это легкие, надежные и быстромонтируемые конструкции, выполненные из двух параллельных балок, соединенных деревянными раскосами с помощью металлических зубчатых пластин. Производятся они в заводских условиях. В качестве основного материала используется сухой строганный брус из древесины хвойных пород I и 2 сорта.

Подбор металлических крепежных элементов и все необходимые расчеты (шаг ферм, сечение бруса) производятся с помощью специализированного программного обеспечения Mitek 20/20.Эта программа позволяет учесть все нюансы: длину пролета между опорами, совокупную величину нагрузок, соответствие с требованиями нормативной базы СН (СНиП).

Какие новые возможности предоставляет технология

• В отличие от деревянных балок, фермы не прогибаются и не скрипят. Это повышает комфорт проживающих и увеличивает эксплуатационные характеристики напольных покрытий.
• Небольшой вес конструкции позволяет облегчить и ускорить погрузочно-разгрузочные, монтажные работы.
• Фермы подходят под любые типы стен (кирпичные, бетонные, деревянные).
• Конструкции удобны для устройства коммуникаций между брусьями.

• Эстетичный внешний вид ферм позволяет оставлять их без обшивки.
• Деревянные фермы можно устанавливать без промежуточных опор на протяжении до 9 м.

Область применения ферм перекрытия

Благодаря особым качествам, деревянные фермы перекрытия можно использовать довольно широко:

• как междуэтажные или чердачные перекрытия в жилых домах, в том числе каркасных;
• в качестве чердачных перекрытий в зданиях, где необходим большой пролет между несущими стенами;
• как дополнительную опору для перекрытий в реставрированных зданиях;
• в качестве лаг при устройстве деревянного настила пола;
• в качестве опалубки для бетонного фундамента, различных конструкций ЖБИ.

 

[contact-form-7 404 «Not Found»]

Деревянные фермы перекрытия: особенности изготовления и использования

Деревянные фермы перекрытия представляют собой конструкцию из горизонтальных балок, расположенных на разных уровнях и соединенных вертикальными и наклонными деревянными связями. От обычных деревянных балок их отличает большая прочность и устойчивость к прогибам. Чаще всего, их применяют для перекрытия пролетов большой длины, при невозможности устройства промежуточных опор, а также при реконструкции или усилении существующих перекрытий. В данной статье мы рассмотрим их преимущества и недостатки, конструктивные особенности и возможность изготовления своими руками.

 

 

 

 

Содержание:

>Конструкция и изготовление

>Преимущества и недостатки

>Изготовление своими руками

>Видео по теме

 

 

 

Конструктивно деревянные фермы перекрытия представляют собой конструкцию из сухого строганного бруса в виде двух параллельных горизонтальных балок, которые, для обеспечения жесткости, соединены связями в виде вертикальных стоек и наклонных раскосов. В отличие от стропильных ферм, имеющих обычно трехугольную форму наружной поверхности, они имеют прямоугольную. Сечение всех их элементов, шаг  установки, размеры и тип соединительных элементов определяется с помощью специальных расчетов. В настоящее время для этого, чаще всего, используются специальные программы-калькуляторы. При этом учитывается, как длина пролета, который необходимо перекрыть, так и совокупная нагрузка, которая будет на них действовать.

Изготовление таких ферм, чаще всего, осуществляется в промышленных условиях, с использованием специального точного оборудования (например, МiTek) и доставляются на строительную площадку в собранном виде. При этом все элементы конструкции соединяются специальными металлическими элементами – оцинкованными зубчатыми пластинами (МЗП).

По сравнению с обычными балками использование деревянных ферм перекрытия имеет как положительные стороны, так и недостатки. Преимуществами можно считать следующие их особенности:

  • -возможность перекрывания большого пролета (до 9 м) без дополнительных опор;
  • — малый вес, что является существенным при их транспортировке и монтаже (можно обойтись без подъемных механизмов или машин), а также обеспечивает меньшую нагрузку на стены и фундамент дома;
  • — их легко и просто можно монтировать на стены любого типа;
  • —  высокая несущая способность конструкции позволяет укладывать их с различным шагом (30-90 см), подстраиваясь под разный вид напольного покрытия верхнего этажа или подшивки потолка, практически, без снижения несущих свойств;
  • -отсутствие прогибов обеспечивает как надежную эксплуатацию напольного покрытия верхнего этажа, так и целостность подшивки потолка нижнего этажа;
  • -возможность прокладки скрытых коммуникаций;
  • -надежная звукоизоляция и отсутствие скрипов;
  • -качественно изготовленные конструкции могут использоваться даже в открытом виде, как один из элементов интерьера комнаты.

К недостаткам можно отнести такие их особенности:

  • — толщина межэтажного перекрытия получается большей, чем при использовании обычных балок;
  • -большая сложность и трудоемкость качественного изготовления ферм своими руками и необходимость точного их расчета;
  • — стоимость готовых ферм промышленного изготовления больше стоимости обычных балок.

Правильно изготовить деревянные фермы перекрытия своими руками достаточно сложно и трудоемко, но вполне возможно при наличии готового расчета и чертежа всей конструкции. Главная сложность состоит в необходимости грамотного расчета конструкции и тщательности соединения всех ее элементов. Как правило, выполнить такой расчет под силу только специалистам. Поэтому, если есть желание самостоятельно изготовить такие деревянные балки перекрытия (фермы), необходимо обратиться в проектную организацию, специализирующуюся на таких расчетах, к частным специалистам или найти в интернете онлайн-калькулятор для такого расчета. На их основании необходимо составить подробный чертеж и только тогда приступать к работе по изготовлению.

Рис.1 Элементы конструкции фермы перекрытия: 1 — горизонтальные балки; 2 — вертикальные и наклонные связи; 3 — соединительные металлические зубчатые пластины (МЗП).

Соединение элементов таких ферм, желательно, осуществлять, как и в промышленных условиях, с помощью металлических зубчатых оцинкованных пластин (МЗП) и использования прессов или домкратов. Если же есть сомнения в своих способностях, то лучше такие конструкции приобрести уже готовые, изготовленные в промышленных условиях или заказать по размерам пролета, который необходимо перекрыть. Смонтировать на месте и устроить на их основе деревянное перекрытие вполне можно своими руками. Межбалочное заполнение, в этом случае, может быть таким же, как и при использовании обычных деревянных балок. Но при этом, желательно, чтобы в утеплителе находилась бы только нижняя балка фермы, а верхняя и связи имели бы свободный доступ воздуха. Это позволит увеличить срок службы всей конструкции.

Видео по теме:

Читайте также:

Деревянные балки: размеры и их расчет

Как соорудить деревянные перекрытия в доме из газобетона

Железобетонные балки перекрытия: размеры, ГОСТы, изготовление своими руками

< Предыдущая   Следующая >

Деревянные фермы перекрытия, Киев — Pragma.ua

Чем деревянные фермы MiTek лучше других видов перекрытий

В малоэтажном строительстве для мансардных, чердачных и междуэтажных перекрытий целесообразно использовать нетяжелые материалы. Это позволяет снизить нагрузку на фундамент и несущие стены, что с одной стороны – обеспечивает надежность строению, с другой – позволяет существенно уменьшить затраты на строительство.

Раньше в качестве перекрытий использовали деревянные или железные балки, но постепенно вместо них все чаще стали применять деревянные фермы, созданные по новой технологии MiTek, разработанной в Америке.

Существует два типа ферм выполненных в технологии Mitek:

Далее рассмотрим более подробно каждый из видов.

Особенность технологии

Деревянные фермы MiTek – это легкие, надежные и быстромонтируемые конструкции, выполненные из двух параллельных балок, соединенных деревянными раскосами с помощью металлических зубчатых пластин. Производятся они в заводских условиях. В качестве основного материала используется конструкционная древесина класса С-24 и С-22 из хвойных пород..

Подбор металлических крепежных элементов и все необходимые расчеты (шаг ферм, сечение бруса) производятся с помощью специализированного программного обеспечения. Она позволяет учесть все нюансы: длину пролета между опорами, совокупную величину нагрузок, соответствие с требованиями нормативной базы.

Какие новые возможности предоставляет технология

  • В отличие от деревянных балок, фермы не прогибаются и не скрипят. Это повышает комфорт проживающих и увеличивает эксплуатационные характеристики напольных покрытий.
  • Небольшой вес конструкции позволяет облегчить и ускорить погрузочно-разгрузочные, монтажные работы.
  • Фермы подходят под любые типы стен (кирпичные, бетонные, деревянные).
  • Конструкции удобны для устройства коммуникаций между брусьями.
  • Эстетичный внешний вид ферм позволяет оставлять их без обшивки.
  • Деревянные фермы можно устанавливать без промежуточных опор на протяжении до 9 м.

Область применения ферм перекрытия

  • Благодаря особым качествам, деревянные фермы перекрытия можно использовать довольно широко:
  • как междуэтажные или чердачные перекрытия в жилых домах, в том числе каркасных;
  • в качестве чердачных перекрытий в зданиях, где необходим большой пролет между несущими стенами;
  • как дополнительную опору для перекрытий в реставрированных зданиях;
  • в качестве лаг при устройстве деревянного настила пола;
  • в качестве опалубки для бетонного фундамента, различных конструкций ЖБИ.

 

Балки POSI – система для междуэтажного перекрытия.

Балки Posi состоят из деревянных поясов и металлических раскосов Posi-Strut. Благодаря небольшому весу древесины и высокой прочности стали такими фермами можно перекрывать значительно больше пролеты, чем с помощью простых деревянных балок и проложить необходимые коммуникации в пространстве между posi-раскосами.

Деревянные фермы с posi-элементами.

Posi-балка — деревянная ферма с раскосами из металла.

Преимущества POSI-балок:

  • небольшой вес изделия благодаря рациональному использованию материалов;
  • возможность прокладки коммуникаций в самом пространстве POSI-балок;
  • высокая несущая способность и улучшенное распределение нагрузок;
  • большие безопорные пролет, в зависимости от типа POSI-балки;
  • возможно устройство тяжелых настилов, что позволит улучшить звуковую и теплоизоляцию;
  • использование стальных раскосов Posi-Strut в мансардных фермах, значительно ускоряет монтаж конструкции и увеличивает ее несущую способность.

Далее о преимуществах и особенностях POSI-балок.

Размеры POSI-балки

POSI-балки доступны в шести стандартных высотах

Таблица 1. Типоразмеры POSI-балок

 

Тип

Расстояние между поясами (мм)

Высота фермы (мм)

PS 8

108

202

PS 9N

134

225

PS 10N

159

253

PS 12

210

304

PS 14N

282

373

PS 16N

330

421

Габариты промежутков для установки коммуникаций

Промежутки между раскосами и поясами позволяют прокладывать инженерные коммуникации и системы, такие как водопровод, газопровод, отопление, электричество, вентиляцию в самой балке. Индивидуальные размеры и формы могут варьироваться (прямоугольные или круглые)

 

Рис. 2.1. Размеры для коммуникаций в POSI-балке

Таблица 2. Типоразмеры коммуникационных отверстий в POSI-балках

 
Тип А(мм) D(мм) квадрат Высота прямоугольника (H)
50 75 100 125 150 175 200
Ширина прямоугольника (W)
PS 8 108 105 95 270 180 90        
PS 9 134 130 115 310 240 180 100      
PS 10 159 150 135 320 270 210 160 80    
PS 12 210 190 155 350 310 260 210 160 110 70

 

* В основном, POSI-балки используются именно в тех случаях, когда необходимо проложить коммуникации в межэтажном пространстве

POSI-балки в мансардных фермах

POSI-балки также можно использовать в мансардных фермах.

 Мансарда с перекрытием из posi-балки

Мансарда с перекрытием из posi-балки

Это дает возможность значительно ускорить монтаж мансардного этажа и межэтажного перекрытия, в котором можно прокладывать любые коммуникации.

Это далеко не все области применения ферм перекрытия. Если вам необходима легкая и прочная конструкция для перекрытия, но вы не знаете, насколько она подойдет в вашем конкретном случае, проконсультируйтесь бесплатно у наших специалистов: (044) 209-17-61, (067) 467-10-55

Если у вас уже есть готовый проект и вы хотите рассчитать стоимость ферм перекрытия, заполните заявку на расчет:

Как работает ферма — Статьи

В процессе эволюции зданий было два важных этапа развития с тех пор, как человек впервые использовал дерево и камень, чтобы соорудить себе кров над головой. Это были первые материалы, используемые как простейшие балки. Римляне изобрели арки, а фермы развились в средневековой Европе.

Балка может выдерживать тяжести благодаря прочности своего изгиба. Таков принцип действия стропила, бруса, продольной балки, перемычки и ригеля. Как правило, верхний край балки подвергнут сжатию, а нижний — натяжению. Эти напряжения достигают максимума в середине пролета балки; с удвоением пролета прочность балки нужно увеличивать в четыре раза. Нагруженные балки имеют тенденцию прогибаться. Прогиб в большей мере зависит от длины пролета, нежели от увеличения прочности.

Римляне обнаружили, что при соединении камней между собой в форме арки они могут создавать более длинные пролеты, чем при использовании камней как простых перемычек и балок. В арке камни сжаты. Арка будет держаться до тех пор, пока опоры или контрфорсы обеспечивают сопротивляемость и не раздвигаются каждый в своем направлении. Деревянные балки также можно упереть по отношению друг к другу так, чтобы сформировалась арка. Деревянные компоненты будут взаимно сжаты и будут действовать также как обычные балки.

Римский арочный мостРимский арочный мост

Чтобы арка превратилась в ферму, нужно обеспечить смычку контрфорсов так, чтобы арка не могла их отталкивать. Арки, балки, комбинации смычек опираются сами на себя — так мы получаем ферму.

Деревянная аркаДеревянная арка

Фермы Gang-Nail основаны на этих простейших конструкциях. Все составные части фермы сделаны из дерева, а крепления устроены с использованием соединительных пластин Gang-Nail.

Простая ферма с аркообразным стропилом и смычкойПростая ферма с аркообразным стропилом и смычкой

Характерный внешний вид фермы — это каркас, состоящий из множества малых треугольников. Треугольник — это естественно стабильная форма, по сравнению с четырехугольным каркасом, если только его сочленения не неподвижны или же он не закреплен от угла к углу. Однако такое скрепление превращает четырехугольник в два взаимосвязанных треугольника в ферме. Компоненты, составляющие периметр фермы — пояса — как правило, действуют и как балки, и как смычки или стойки. Чем меньше расстояние между креплениями фермы, тем меньшее поперечное сечение пояса необходимо.

Типичная А-образная ферма Gang-NailТипичная А-образная ферма Gang-Nail

Однако чем больше в ферме соединений, тем дороже обходится ее изготовление. Проектировщик фермы может выбрать размещение поясов и сеток, ему следует найти равновесие между структурной и производственной эффективностью так, чтобы конструкция могла выдерживать приложимые к ней нагрузки.

Основная механика ферм

Все фермы крыш проектируются для наихудших из возможных неизменных нагрузок работы и ветра. Отдельные составляющие ферм проектируются так, чтобы они выдерживали соответствующие силы, то есть натяжение, сжатие либо изгиб вместе с силой натяжения или сжатия.

Натяжение (протяжка). В случае этой силы, когда компоненты растягиваются или подвергаются силе натяжения, говорят, что они находятся в напряженном состоянии. Способность компонентов сопротивляться силе натяжения зависит от устойчивости материала и поперечного сечения.

Рисунок 1.
Сила натяжения 100 х 50если 100 х 50 максимальная сила натяжения 1 тоннаСила натяжения 50 х 50тогда 50 х 50 максимальная сила натяжения будет 1/2 тонны

Из примера видно, что в том случае, если поперечное сечение составляющей удваивается, удваивается и ее способность выдерживать силы натяжения.

Сжатие (толкание). Если составляющая подвергается этой силе, иногда ее называют колонной. В отличие от напряженной составляющей, способность колонны выдерживать силы сжатия зависит не только от зоны поперечного сечения, но и от устойчивости материала, длины колонны и формы ее поперечного сечения в целом.

Если одна тонна — максимальная сила сжатия, которую может выдержать деревянная колонна длиной 1200 мм и сечением 100 х 38 мм без продольного изгиба, то колонна 100 х 38 мм и в два раза длиннее под воздействием такой же силы обязательно начнет расшатываться, может быть, даже обрушится.

Рисунок 2.
Сила сжатия 1200 мм
Рисунок 3.
Сила сжатия 2400 ммЕсли сила сжатия С будет приложена к колонне такого же поперечного сечения 100 х 38 мм, но в два раза длиннее, она обязательно начнет расшатываться, может быть, даже обрушится.

Однако, если мы в предыдущем примере поддержим колонну длиной 2400 мм посередине неподвижным образом, она сможет выдержать вес в 1 тонну.

Рисунок 4.
Сила сжатия 2400 мм Закрепленный центр

Когда такая неподвижная опора используется в решетчатых компонентах, ее называют решетчатой связкой, которая используется в соединениях со скосами (см. рисунок 5 а).

Рисунок 5a.
Обрешетка со скосами

Обрешетка со скосами формирует неподвижные опоры, которые должны устранить шатание поясов фермы вбок (см. рисунок 5b).

Рисунок 5b.
Крепление обрешетки

Устойчивость колонны зависит и от формы ее поперечного сечения. Чем симметричнее форма, тем больше устойчивость (если принять, что поперечное сечение такое же).

Рисунок 6.
Форма поперечного сечения и устойчивость к сжатию

Например, компонент 100 х 25 с площадью поперечного сечения 2500 мм не будет столь же устойчив к сжатию, как компонент 50 х 50, принимая, что длина и устойчивость материала одинаковы.

Рисунок 7.
Момент изгиба балки

Сила сгиба, а точнее, момент сгиба, — это результат силы, которая приложена к консоли, например, к доске трамплина или обычной балке.

Нагрузка, которую может выдержать балка, зависит как от устойчивости материала, так и от формы поперечного сечения балки. В отличие от колонны, в случае балки чем глубже вгиб (при такой же зоне поперечного сечения), тем более устойчив материал будет к сгибанию. Как и в случае с колонной, балкам, подверженным моменту сгиба, нужны боковые связки.

Чем глубже сгибается балка, тем больше связок необходимо.

Рисунок 8.
Прогиб балки с сечением 100х25 ммБолее глубокий прогиб (при такой же зоне поперечного сечения) более устойчив к сгибанию.Прогиб балки с сечением 50х50 ммИзгиб трамплина для прыжков в воду

Силы в составляющих

В случае многих простых ферм можно определить, какие силы будут действовать в каждой конкретной составляющей, не производя никаких расчетов.

В примере на рисунке 9 мы видим простую А-образную краевую ферму с равномерно распределенной нагрузкой по верхним и нижним поясам. Нагрузка от крыши передается по обрешетке, нагрузка потолка — по обрешетке потолка.

Это означает, что пояса подвергаются ка силе сгиба, так и силам сжатия и натяжения. В случае такого распределения нагрузок верхний пояс выдерживает силы сжатия и сгиба. Самая короткая сетка подвергается сжатию, а самая длинная — натяжению. Геометрия как А-образных, так и Вобразных краевых ферм создана так, чтобы в нормальных условиях самые длинные сетки подвергались натяжению, а самые короткие — сжатию. Это делается для того, чтобы сократить размеры деревянных деталей в решетках, подверженных сжатию.

Рисунок 9.
Распределение нагрузок внутри фермы

Прогиб

Когда составляющая подвергается натяжению, сжатию или сгибу (элементу сгиба), под влиянием силы она деформируется независимо от того, насколько устойчив материал и как велико поперечное сечение. Величина деформации зависит тем не менее от устойчивости материала, формы и размера поперечного сечения.

На рисунке 10а видно, как будет прогибаться балка Oregon на 32 мм, как только посередине будет помещен груз весом в тонну. Если такая нагрузка сохранится, через 20-24 месяца прогиб увеличится в три раза. Такое увеличение прогиба со временем, без увеличения веса называется «прогибом в результате ползучести».Такой прогиб характерен для деревянных конструкций, однако его можно не учитывать для других материалов, например, стали.

Рисунок 10a.
Прогиб деревянной балки грузом 1000 кг

Балка Oregon 350 х 75

Если такая же нагрузка будет создана для универсальной стальной балки (см. рисунок 10b), краткосрочный прогиб составит примерно 1 мм. Долгосрочный прогиб также будет 1 мм.

Рисунок 10b.
Прогиб стальной балки грузом 1000 кг

Универсальная стальная балка 310 х 165 мм

Деревянная ферма (см. рисунок 10с) также прогнется под таким же весом, однако благодаря треугольной сетке (которая делает ее крепче) она намного более неподвижна, чем большая стальная балка, которая весит в три раза больше, а стоит в пять раз больше, чем деревянная ферма.

Рисунок 10c.
Прогиб деревянной фермы грузом 1000 кг

Из этих примеров становится ясно, что деревянные фермы — очень эффективные конструктивные элементы.

Изгиб

Чтобы компенсировать прогиб, который возникает из-за нагрузки, фермы изготавливаются с направленным вверх выгибом. После установки ферма немного прогнется. Она прогнется еще больше, когда на нее начнут воздействовать нагрузки крыши и потолка, а со временем прогиб увеличится из-за ползучести.

Так как пояса подвергаются распределенной нагрузке, они также прогнутся между узлами фермы дополнительно к тому, что ферма как целое также прогибается вниз.

Этот прогиб пояса называется «панельным вгибом», и его нельзя компенсировать в процессе производства, как это можно сделать с прогибом фермы. Все варианты стандарта ферм проектируются так, чтобы панельный вгиб был наиболее приемлемым.

Рисунок 11.
Форма нагруженной и ненагруженной фермы, встроенный вгибФерма выгибается так, чтобы верхний пояс примерно через два года стал прямым.
Рисунок 12.
Идеальная ферма после долгосрочной деформацииДолгосрочная деформация фермы под распределенной нагрузкой на верхний и нижний пояс.

Анализ ферм и проектирование составляющих

Когда нормативные нагрузки известны и форма фермы выбрана, можно начать анализ фермы, чтобы определить, какие нагрузки возникнут на каждый отдельный компонент. Это процесс производится на компьютере, с использованием хорошо известных методов строительной механики. Для компьютеризированного анализа выбираются компоненты подходящего размера и степени напряженности и производятся расчеты ожидаемых из-за нагрузки прогибов.

Компоненты фермы подвергаются комбинации сгиба, сдвига и сжатия или натяжения. Эта комбинация может меняться в период служения конструкции из-за возникновения новых обстоятельств, поэтому нужно предусмотреть все возможные ситуации. Деревянные компоненты должны соответствовать требованиям каждой нагрузки согласно АS 1720.1 «Деревянные конструкции», часть 1 -методы проектирования для каждой нагрузки.

Как работают соединения Gang-Nail

Соединение Gang-Nail — это стальная пластина с несколькими шипами, или гвоздями, с одной стороны. Эти шипы создаются путем выбивания в стальной пластине отверстий, причем выштампованные шипы остаются прикрепленными к пластине. Шипы формируются так, чтобы располагаться под прямым углом к пластине. В этом процессе шипам придается такая форма, чтобы образовалась неподвижная выпуклость. Когда шипы соединения вдавливаются в края совмещенных деревянных деталей, пластина «сплавляет» их вместе, формируя стык Gang-Nail. Соединения всегда используют в идентичных парах пластин, которые вдавлены с обеих сторон стыка.

Металлозубчатая пластина МЗП

Идея проста, однако, чтобы соединение Gang-Nail было эффективным, нужно найти верное равновесие между формой шипов и концентрацией, толщиной пластин соединения и гибкостью. Нынешние исследования и развитие обеспечивают лицензированным производителям MiTek доступность самых эффективных систем ферм.

Соединение Gang-Nail

Критерии эффективности соединений Gang-Nail

Экономически невыгодно выбирать одно-единственное соединение, эффективное в случае любых нагрузок, используя весь широкий ассортимент коммерческой древесины Австралии. MiTek Australia Ltd. разработала несколько соединительных пластин различной толщины, расположения и профиля шипов:

GQ — размер 20 (толщина 1,1 мм), оцинкованная сталь. Универсальное соединение. Много коротких, острых шипов — 128 шипов на площади 100 мм х 100мм.

GE — размер 18 (толщина 1,2 мм), оцинкованная сталь. Похож на GQ. Использовать, если необходима дополнительная устойчивость стали.

G8S — размер 18 (толщина 1,2 мм), нержавеющая сталь. Это соединение используется только в том случае, если среда очень коррозивна. 70 шипов на площади 100 мм х 100мм.

G8S — размер 16 (толщина 1,6 мм), оцинкованная сталь. Суперустойчивое соединение. 144 шипа на площади 100 мм х 190 мм.

Технические данные

Качество соединений Gang-Nail соответствует австралийскому стандарту AS1649 «Древесина — методы проверки механических соединений —Основные рабочие нагрузки и типичные силы». Дополнительно к проверкам пластин в новых проектах, MiTek Australia Ltd. проводит регулярные проверки уже существующих соединений и занимается долгосрочным наблюдением за соединениями, подверженными постоянной нагрузке. Подразделение лесной продукции австралийской организации научных и промышленных исследований и подразделение технологий леса лесничества Нового Южного Уэльса также провели значительную исследовательскую работу по проблеме гвоздевых соединений металлических пластин.

Всеобъемлющие программы тестирования ферм проведены университетами Западной Австралии и Аделаиды, Австралийским государственным университетом и станцией тестирования циклонов Института Каприкорна.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о