Подстропильные фермы: Отличия стропильной и подстропильной фермы

Содержание

Отличия стропильной и подстропильной фермы

Стропильная и подстропильная фермы применяются при возведении скатных крыш. Это жесткие конструкции. Их предназначение состоит в передаче усилий от кровли на стены здания. Именно они принимают на себя ветровую и снеговую нагрузку.

Все фермы обладают относительно невысокой массой. Это положительно влияет на расход материала. Основные отличия между стропильными и подстропильными конструкциями заключаются в назначении и расположении.

Стропильные фермы представляют собой решетчатые металлические конструкции. Они передают усилия колоннам посредством опорных столиков и монтажных болтов. Все стропильные фермы одного пролета обладают одинаковыми размерами. Их верхний пояс очерчен по окружности. Обычно стропильные фермы используют при наличии пролетов 6, 12 и 18 м. С колоннами они соединяются с помощью шарнирных соединений. Их размещают друг от друга на расстоянии 6 м.

Решетки и пояса стропильных ферм изготавливают из уголков. Между собой их соединяют с применением фасонок из листовой стали. Часто используют изделия из проката с двутавровым сечением.

Подстропильные фермы также являются решетчатыми и имеют аналогичную конструкцию. Они соединяют колонны одного ряда. На них опираются стропильные фермы. В пределах высоты они сопрягаются с подстропильными элементами.

Подстропильные фермы располагают на колоннах в 12 м друг от друга в продольном направлении. Они применяются, если шаг колонн больше шага стропильных конструкций. Обычно подстропильные фермы длиной 12-18 м используют тогда, когда расстояние между крайними колоннами не больше 6000 мм, а между колоннами средних рядов – 12000 мм. Помимо этого подстропильные конструкции необходимы в зданиях с поперечно расположенными внутренними несущими стенами.

Подстропильные фермы имеют трапецеидальные контуры. Размеры соответствуют стропильным фермам. Верхние пояса подстропильных конструкций прикрепляют с помощью черных болтов к колоннам. При этом их опирают на монтажный столик, принимающий на себя вертикальное давление. Применяют подстропильные фермы в одноэтажных промышленных многопролетных зданиях.

Конструктивные отличия между стропильной и подстропильной фермами состоят в наличии у подстропильных элементов параллельных поясов и стоек. Они необходимы для фиксации стропильных частей кровли. Так, стойки на концах ферм выступают в качестве опор при монтаже крайних плит покрытия.

монтаж, конструкции, узел опирания, отличия, разница

Стропильные фермы – это специальные строительные конструкции, которые применяются при устройстве скатных крыш. Конструкции эти жесткие, их задача состоит в том, чтобы передать все нагрузки от кровли на стены здания.

Виды деревянных ферм.

Делают стропильные системы из дерева, металла, железобетона, выбор материала зависит не только от требований, но и типа, назначения строения. Монтаж стропильных ферм осуществляется по самым различным схемам, учитывая вид самой крыши, нагрузки, назначение строения.

Виды ферм

Стропильным и подстропильным фермам отводится самая ответственная роль. Они могут иметь следующий вид:

  • с параллельными поясами – это самые простые конструкции, применяются при индустриальном строительстве;
  • полигональные фермы используют при достаточно больших пролетах и нагрузках, они обеспечивают снижение массы кровли;
  • трапецеидальные используются при мягких, рулонных кровлях;
  • треугольные фермы подходят для черепицы, кровельной стали, асбоцементных листов, волнистых материалов, которые требуют довольно крутых уклонов;
  • ромбическая и полураскосная решетка.

Как выполнить расчет стропильной системы?

Частота обрешетки в зависимости от типа покрытия крыши.

При выполнении расчетов стропильных конструкций необходимо тщательно учитывать все нагрузки, разделяющиеся на три основные группы:

  • постоянные, учитывающие вес кровельного “пирога”;
  • временные, которые включают вес снега, людей, которые поднимаются на крышу для выполнения различных работ, ветровую нагрузку;
  • особые, например, сейсмические.

Для определения снеговых нагрузок необходимо руководствоваться погодными условиями региона. Для этого пользуются такой формулой: S=Sg*μ, где Sg – расчетное значение веса снега на квадратный метр, а μ – это коэффициент, высчитывающийся по углу наклона крыши.

Для определения ветровой нагрузки учитывают такие показатели, как высота здания, тип местности, нормативы по ветровой нагрузке для региона. Все необходимые значения и данные можно найти в справочниках по строительным нормативам, там же располагаются и отдельные формулы, которые могут при этом понадобиться.

Стальные, деревянные и железобетонные стропильные фермы

Элементы используемой стропильной системы могут изготавливаться из различных материалов, это не только традиционное дерево, но и металл, железобетон. Сами фермы могут принимать три формы: полигональную, с параллельными поясами, треугольную. Для мягких кровельных материалов достаточно полигональных и с параллельными поясами, а вот для листовых лучше конструировать треугольные фермы.

Стальные элементы производят заводским способом, они имеют стандартные размеры, рассчитанные на пролеты с длинами в тридцать шесть, тридцать, двадцать четыре, восемнадцать метров. Также обычно все стальные элементы имеют параллельный пояс, что отличает их от прочих.

Схема крепления опорного узла стропил.

Для строительства частных домов используются стальные стропильные фермы из профильной трубы, так как они имеют малый вес. Фермы из тавра, швеллера, уголка более тяжелые. Собирается стропильная система непосредственно на стройплощадке, для крепления используется сварка. Профильные трубы, которые применяются для ферм, имеют толщину от полутора миллиметров до пяти, сам профиль может быть квадратным либо прямоугольным.

Железобетонные фермы представляют собой несущие, очень прочные решетчатые конструкции, которые часто используются для перекрытий пролетов при большой длине. Сегодня такие фермы разделяются на треугольные безраскосной формы, сегментные раскосные и безраскосные для скатных крыш, специальные фермы для крыш с небольшим уклоном.

При изготовлении железобетонных ферм оценивают такие показатели, как прочность бетона, плотность, морозостойкость, марка стали, толщина бетона вокруг установленной арматуры, защита от коррозии. Для частных домов такие фермы практически не используются, хотя их надежность и прочность намного выше, связано это с большим весом и сложностями при монтаже.

Деревянные фермы делают из бруса, они чаще всего применяются в частном и малоэтажном строительстве. Такие фермы всегда собирают на стройплощадке, на дерево перед этим наносят специальный защитный состав, который убережет его от насекомых. Соединения осуществляются при помощи болтов, анкеров, пластин и скоб. Монтаж деревянных ферм одновременно и более легкий, и более трудный, что связано с особенностями древесины.

Монтаж стропильной системы для односкатной крыши

Как правило, монтаж стропильных систем поручают специалистам, так как дело это очень ответственное, требующее наличия специальных знаний. От надежности стропильной системы будет зависеть устойчивость всей кровли и строения, поэтому приступать к этому делу самостоятельно не советуется.

Рассмотрим монтаж простейшей схемы устройства стропильных ферм для простой односкатной крыши. На первом этапе необходимо правильно рассчитать имеющуюся величину перепада стен, что можно сделать по формуле:

H = Ш * tg L.

Варианты обрешетки кровли.

Тут Н принимается за перепад стен, Ш – это расстояние между отдельными опорными стенами, tg L – это тангенс угла наклона односкатной крыши.

При изготовлении стропил из дерева необходимо предварительно обработать их при помощи специальных антисептиков и антипиренов, что поможет максимально защитить дерево от влияния насекомых, плесени, высоких температур.

На следующем этапе монтируется мауэрлат, то есть опорные балки, толщина которых должна полностью соответствовать толщине стены, так как необходима жесткая привязка, отличная гидроизоляция конструкции. При установке надо следить, чтобы балка шла строго горизонтально, после монтажа на поверхности надо разметить места, где будут крепиться стропильные ноги, вырезать специальные выемки под них.

Установка стропил осуществляется таким образом, чтобы подготовленные фермы на тридцать сантиметров выступали за опорные балки, крепеж при этом осуществляется болтами и скобами. Подпорки ставятся только в том случае, когда длина стропильных ног больше, чем четыре с половиной метра. Планки обрешетки набиваются поверх поставленных стропил.

Подстропильные системы

Подстропильные конструкции применяются не так часто, в основном, при необходимости сооружения мансардных помещений и в тех случаях, когда шаг колон намного превышает шаг несущих конструкций. Для этого используются подстропильные балки и фермы с длиной в 12 метров, хотя возможно при необходимости увеличивать и до 18-24 метров.

Подстропильные балки применяются с балочными стропилами. Первые имеют пучковую арматуру, чтобы облегчить массу и обеспечить большую надежность (для железобетонных конструкций). Такие конструкции устанавливают на колонны, соединяют со стропильной конструкцией при помощи анкеров, для металлических балок используется дополнительно сварка.

В каком случае применяются подстропильные конструкции?

Подстропильные конструкции применяются в зданиях, которые имеют поперечно расположенные внутренние несущие стены либо две поперечные. В этом случае подстропильные конструкции будут состоять из уложенных вдоль крыши балок (сквозных прогонов), которые опираются на лежень через брусья стоек, далее они имеют упор уже на стены. Применяется конструкция и без прогонов, в этом случае все стойки будут подводиться под каждую отдельную стропильную ногу.

Коньковый узел делают при помощи стыковки стропильных ног наверху с перевязкой стальными либо деревянными накладными. Стоит отметить, что здесь нет прогона, вместо него используется система распора.

Именно использование такой конструкции и делает возможным сооружение мансардных крыш (при введении стоек под стропильные ноги). Но это подразумевает, что подстропильная конструкция будет оказывать дополнительную нагрузку на перекрытие строения, поэтому есть необходимость усиления. Но это не значит, что такая крыша будет неустойчивой – возможность монтажа расшивки с внешней стороны стоек, крепеж к низу каждой стропильной ноги добавляет надежность всей конструкции.

Монтаж стропильных и подстропильных ферм и балок

Подстропильные балки и фермы являются опорой для стропильной фермы. Монтаж подстропильных ферм – неотъемлемый процесс при строительстве крыши.


Разновидности подстропильных балок и ферм


Прочность и качество стропильной фермы зависит от характеристик подстропильной системы, так как на нее приходится значительная часть нагрузок. Подстропильные балки изготавливаются из цельного элемента, принимающего на себя нагрузку и распределяющего ее на себя. Используется такой элемент в балочных разновидностях каркасов.


Подстропильная ферма – сложное инженерное сооружения, в где нагрузка приходится на узлы, которые состоят из соединенных между собой стержней. Их применяют в кровельных стропильных фермах. Подстропильные сооружения производятся из разнообразных материалов: стали, железобетона, дерева, армированные конструкции из дерева.


В возведении промышленных объектов используют металлические и железобетонные системы. В жилых домах чаще применяют деревянные и армированные деревянные системы. В промышленной сфере подстропильные сооружения используются для перекрытий, превышающих двенадцатиметровые пролеты. Подстропильные балки и фермы выступают дополнительными опорами для общей конструкции.


В частном строительстве жилых домов такие системы используются редко, в основном при возведении мансард.


Подстропильные балки из стали


Стальные системы из металла могут иметь длину от двенадцати до сорока восьми метров. В их конструкцию входят два пояса – верхний и нижний. Верхний пояс ложится на монтажный стол, находящийся на колонне и фиксируется с помощью болтов. Нижний пояс монтируется прямо к колонне и фиксируется планками в горизонтальной плоскости.


Позвоните нам:      +8 (985) 447-61-61


Подстропильная ферма из стали


В состав конструкции входят параллельный верхний и нижний пояса, длина фермы колеблется от двенадцати до двадцати четырех метров, а высота от трех метров тринадцати сантиметров до трех метров семидесяти пяти сантиметров. Они Ферма соединяется с колонной посредством надопорных стоек, опирающихся на стропильные сооружения. Сегодня подстропильные фермы изготавливают из полой профилированной трубы, что значительно уменьшает вес конструкции и ускоряет монтаж подстропильных ферм.


Подстропильные системы из древесины


Такие конструкции очень прочны и способны выдержать агрессивное воздействие. Использование деревянных систем в жилых домах отличается долговечностью. В промышленной сфере такие фермы используют там, где нельзя применять металл или железобетон.


В сооружениях где пролеты имеют дистанцию до тридцати метров используются деревянные подстропильные фермы. Если пролет менее восемнадцати метров целесообразнее использовать балку.


Подстропильная балка из древесины


Сегодня часто применяются балки из клееного бруса, которые отличаются повышенной прочностью и стойкостью к влаге. Также применяются цельные круглые бревна, но все-таки они не так прочны, как клееный брус.


Деревянные подстропильные фермы включаю в свою конструкцию бруски, доски и бревна, для соединения которых используют саморезы и другие металлические изделия. Часто применяются и клееные фермы, с системой шип-паз, которая обрабатывается клеем, в результате чего образуется прочная конструкция.


Монтаж стропильных и подстропильных ферм зависит от материала, применяемого для конструкции. Стальные фермы привариваются к закладным деталям на колоннах, а деревянные крепятся с помощью болтов.

виды, поперечное сечение, установка. Подстропильная ферма

Основой конструкции при устройстве кровель выступают стропильные и подстропильные элементы. Несущая система кровельного покрытия – это стропильные балки и фермы. Балки подстропильные являются опорой для стропильных элементов. Они применяются при устройстве покрытий в одноэтажных многопролетных промышленных зданиях, в жилых домах при устройстве мансардных этажей.

Виды подстропильных балок и ферм

Надежность всей кровельной системы в полной мере зависит от прочности и основательности несущей стропильной и подстропильной конструкции. На нее оказывается большое количество разнообразных внешних нагрузок.

Балки подстропильные – это изделия из одного цельного элемента, который принимает внешнюю нагрузку, распределяя ее по всей своей длине. В этом случае наибольшие напряжения возникают по концам балки. Применяется она в балочных стропильных системах устройства кровли.

Подстропильная ферма – это сложная составная конструкция, которая собирается из отдельных стержней, жестко соединенных друг с другом. Нагрузки возникают только в узловых соединениях стержней. Используются такие конструкции в кровельных системах со стропильными фермами.

В зависимости от материала изготовления подстропильные конструкции можно разделить на:

  • Железобетонные.
  • Стальные.
  • Деревянные.
  • Армированные деревянные системы.

Железобетонные и стальные балки и фермы наиболее часто используются в строительстве промышленных зданий и сооружений. Деревянные и усиленные арматурой элементы из дерева активно применяются для устройства не только производственных кровель, но и при строительстве крыш в жилых домах.

В промышленном строительстве подстропильными конструкциями перекрывают 12-метровые, 18-метровые, 24-метровые и 30-метровые пролеты между колоннами. При шестиметровом шаге стропильных конструкций подстропильные балочные элементы и фермы служат для них промежуточными опорными элементами.

По виду поперечного сечения балки подразделяются на:

  • Прямоугольные.
  • Тавровые.
  • Двутавровые.
  • Коробчатые балки.

В индивидуальном жилищном строительстве конструкции, предназначенные для опоры стропильной системы, применяются не часто. В основном их используют при устройстве мансардных помещений.

Железобетонные подстропильные балки

Железобетонные изделия применяются для устройства кровельных покрытий с небольшим уклоном, а также скатных крыш. Изготавливаются они на заводах ЖБИ, где сразу применяется предварительное напряжение балок стальной арматурой. Виды используемой арматуры:

  • Стержни с периодическим профилем упрочненные.
  • Проволочные пучки из особо прочной проволоки.
  • Витые проволочные пряди.
  • Струнная арматура.

По форме различают балки подстропильные с параллельными и не параллельными поясами. Их расчет производится исходя из нагрузки, которую оказывает стропильная балка, опирающаяся точечно на середину подстропильного элемента, и нагрузки от веса самой балки, распределяемого по ее длине. Изделия изготавливаются со строповочными отверстиями, предназначенными для монтажа и подъема, иногда вместо них используются монтажные петли.

Устанавливаются в средних рядах сооружений для опоры стропильных балок и ферм, если ширина их шага 6 метров, а ширина установки средних колонн – 12 метров. Установка подстропильных балок производится на колонны, закрепляются они методом сваривания закладных деталей. В середине балок подстропильных и по их концам выполнены специальные опорные площади с закладными листами и анкерными болтами для установки стропильных конструкций.

Имеют тавровое или двутавровое поперечное сечение с нижней полкой и форму трапеции. Нижняя полка усиливается в местах, где предполагается установка стропильных балок.

По длине балки подстропильные в основном бывают 12-метровые, иногда применяются 18-метровые или 24-метровые изделия. Высота по центру составляет 1,5 метра, в местах опор – 0,6 метра. Ширина нижней полки – 0,7 метра. Должна иметь определенные двутавровая балка размеры. ГОСТ 19425-74.

Подстропильная железобетонная ферма

Железобетонные подстропильные фермы применяются при устройстве скатных кровель. Имеют форму трапеции, у которой два пояса: нижний — горизонтального вида и верхний — ломаной конструкции. На данный момент наиболее актуальными являются безраскосые фермы из сборного железобетона.

Для надежности крепления стропильных ферм опорные участки подстропильных элементов усиливаются. Для установки плит покрытия предусмотрены стойки у опор. Стойки и нижний пояс подстропильной фермы изготавливаются с предварительным напряжением. Для производства используется бетон марок 300-500.

Как и в балочном варианте, в подстропильных фермах для крепления к колоннам и опоры предусмотрены закладные металлические элементы.

Стальные подстропильные балки

Стальные системы имеют длину 12 метров, 18 метров, 24 метра, могут производиться длиной 48 метров. Конструкционно они аналогичны применяемым стропильным балкам. Состоят из двух поясов: верхнего и нижнего. Верхний опирается на монтажный столик на колонне и крепится к нему болтами. Нижний пояс балки прикрепляется к колонне посредством горизонтальных планок.

Подстропильная стальная ферма

Изготавливаются с параллельными верхним и нижним поясами. Длина унифицирована и составляет 12 метров, 18 метров, 24 метра. В зависимости от вида стропильной фермы, высота подстропильной конструкции может быть 3,13 метра, 3,27 метра или 3,75 метра.

Крепление к колоннам производится при помощи надопорных стоек, на которые опирают стропильные фермы.

В настоящее время в промышленном строительстве стали применяться облегченные стальные варианты изготовления ферм. Например, трубчатые системы или балки с тонкими стенками. Благодаря такой конструкции фермы получаются более легкие, уменьшается расход стали на их изготовление, сокращается срок их монтажа.

Деревянные подстропильные системы

Конструкции из дерева, предназначенные для опоры на них стропильной системы, обладают достаточно большой прочностью и стойкостью ко многим агрессивным воздействиям. Они долговечны при применении их в сооружениях с нормальными режимами по температуре и влажности. В промышленном строительстве они используются в зданиях, где присутствуют неблагоприятные для железобетона и металла среды.

По конструктивному виду различают подстропильные элементы в виде:

  • Балок.
  • Ферм.
  • Арок.
  • Рам.

Если длина пролетов в здании до 18 метров, то применяется подстропильная балка деревянная. В зданиях, где пролеты достаточно большие – до 30 метров, целесообразнее использование деревянных подстропильных ферм. Арки и рамы из дерева в качестве подстропильных элементов используются не часто.

Деревянная подстропильная балка

В промышленном строительстве чаще всего используются балки, склеенные из досок. Такие конструкции гораздо прочнее и долговечнее, чем цельные изделия, возможно изготовление различных форм подстропильных балок. Изделия из конструкционного клееного бруса получили широкое распространение при устройстве кровельных систем. Цельные круглые бревна могут выдержать более серьезные нагрузки, но они сильно уступают клееному брусу по прочности на изгиб.

Узел стыкования деревянной подстропильной балки можно увидеть на фото ниже.

Поперечное сечение балки бывает прямоугольным или двутавровым. Верхний и нижний пояса подстропильной балки могут быть параллельными, либо двускатный верхний пояс и горизонтальный или ломаный нижний пояс. При длине пролета до 15 метров часто используются двутавровые балки со стенками из досок или фанеры и брусковыми ребрами жесткости.

Деревянная подстропильная ферма

Основными материалами для изготовления подстропильных деревянных ферм являются брусья, доски или бревна. Крепление элементов возможно при помощи металлических метизов, пластин. Большое распространение получили клееные деревянные подстропильные фермы. Пояса их изготавливаются сплошными по ширине. При таком способе изготовления на концах соединительных элементов выполняются нарезные зубчатые шипы и аналогичные им по форме пазы. Клей наносится на всю поверхность стыка, далее детали конструкции прессуются.

Армированные деревянные подстропильные балочные элементы и фермы

Армируются деревянные подстропильные элементы с целью их усиления. В качестве арматуры используются сталь или стеклопластик. Крепится арматурная деталь внутрь деревянной при помощи эпоксидного клея. Иногда используется предварительное напряжение арматуры.

Установка

Установка подстропильных балок и ферм проводится следующим образом. Железобетонные подстропильные балочные элементы и фермы при помощи закладных металлических деталей привариваются непосредственно к оголовкам колонн. Возможно крепление их на болты. Железобетонные консоли или металлические столики на подстропильных изделиях выполняют функцию опорных площадок для несущих стропильных конструкций.

Стальные фермы крепятся к колоннам сбоку к металлическому надколоннику нижним поясом. Его высота составляет 0,7 м. Друг с другом фермы скрепляются верхними поясами. Стропильные фермы опираются на столики подстропильных ферм и на закрепленные на колоннах надколенники.

Деревянные подстропильные балки в устройстве кровель выглядят следующим образом (см. фото).

Установка балок для двускатной крыши

Когда в здании существуют две несущие внутренние стены, стропильная система устанавливается на подстропильные элементы. В этом случае они опираются на лежень, посредством стоек из брусьев, а также внутренние стены. Обычно это две подстропильные балочные конструкции, размещенные вдоль крыши. Применяется такой вариант при высоте от перекрытия до конька крыши от 1,4 метра до 2,5 метра. В этом случае под крышей образуется достаточно свободное пространство, которое можно использовать в качестве мансарды.

Подстропильная балка, или затяжка, может устанавливаться непосредственно на стропилах на расстоянии одной трети высоты от перекрытия до конька. Такой вариант позволяет увеличить объем внутреннего помещения под крышей. Стропильная, подстропильная системы и крыша здесь играют роль внешних стен и покрытия.

Стропильные и подстропильные балки можно увидеть на фото в статье.

В первую очередь, на мауэрлат укладываются крайние подстропильные балки на обе стены дома. При варианте деревянного дома вместо мауэрлата используется верхний венец сруба. Балки должны быть строго параллельными друг другу, проверить это можно, измерив расстояние между их концами по диагонали. Балки ложатся с выступом не менее 0,5 метра за края периметра дома. Если доски по длине меньше, чем требуется для балки, то производится сращивание подстропильных балок.

Затем необходимо натянуть веревки между уложенными балками по обоим краям, и выверить их по уровню. На расстоянии одного метра от крайней устанавливается следующая подстропильная балка. Также ложится доска на противоположной стороне. Обязательно проверяется их горизонтальность. Таким образом укладываются остальные балки подстропильные по всей длине стены.

Чтобы выровнять выступы досок за пределы стен, отмеривается 0,5 метра на каждой крайней балке, протягивается веревка. На средних балках делаются отметки по веревке, лишние концы отпиливаются. Дальше на подстропильную систему устанавливаются несущие стропила.

ГОСТы по подстропильным конструкциям

На изготовление железобетонных подстропильных конструкций распространяется ГОСТ 20372-2015, введенный в действие с 1 января 2017 года. Согласно этому документу, для производства используется тяжелый или легкий конструкционный бетон. Стальные подстропильные фермы производятся согласно ГОСТ 27579-88. Имеет определенные и клееная двутавровая балка размеры. ГОСТ 19425-74.

Применение подстропильных ферм | ЗМК


Санкт-Петербург


  • Главная

  • Продукция

    • Монтаж металлоконструкций

    • Металлоконструкции

      • Строительные металлоконструкции

      • Мачты осветительные

      • Быстровозводимые здания

      • Прожекторные мачты и молниеотводы

      • Мачты сотовой связи

      • Дымовые трубы

      • Металлические фермы

      • Металлические арки

      • Металлические рамы для дорожного строительства

      • Опоры дорожных знаков

      • Эстакады для трубопроводов и кабелей

      • Фундаменты

      • Изделия из нержавейки любой сложности

      • Лестницы и площадки

        • Лестницы 1.405.3-7.34.2-КМ1
        • Металлические ограждения лестниц общественных зданий 1.256.2-2
        • Лестницы для канализационных колодцев
        • Лестница канализационная Л1
        • Лестницы-стремянки для канализационных колодцев
        • Лестницы серия 3.903 кл-13 выпуск 0-1
        • Колонны КГ, КХ, стойки СТХ, СТГ, СТлХ, СТлГ
        • Ограждения лестниц боковые ОЛХ и ОЛГ
        • Ограждения площадок ОПБХ, ОПБГ, ОПТГ, ОПТХ
        • Площадки ПХФ, ПХВ, ПХР ПГФ, ПГВ, ПГР по серии 1.450.3-7.94
        • Стремянки СГ и СХ, ограждения стремянок ОСГ, ОСХ
      • Металлические ограждения и заборы

      • Трубошпунт

      • Подкрановые балки

      • Мостовые конструкции

      • Геодезические знаки

      • Забивные стальные сваи

      • Противопожарные двери

      • Ковши для элеваторов

      • Швартовые тумбы

      • Металлоконструкции для РЖД

        • Контррельсовый узел
        • Анкерная оттяжка тип АК-1
        • Анкерная оттяжка тип А-2, Б-2, АП-2, БП-2
        • Анкерная оттяжка тип АК-2, БК-2
        • Консоль изолированная горизонтальная ИГ
        • Консоль изолированная горизонтальная с подкосом ИГП
        • Консоль изолированная наклонная
        • Консоль неизолированная швелерная
        • Узел компенсированной анкеровки контактной подвески переменного тока
        • Узел полукомпенсированной анкеровки контактной подвески переменного тока на ж/б опоре
        • Консоль изолированная горизонтальная средней анкеровки ИГС
        • Консоль изолированная наклонная ИН
        • Узел жесткой анкеровки контактной подвески переменного тока на ж/б опоре
        • Узел крепления консолей на промежуточных опорах на удлинителях
        • Фиксатор Ш-1
        • Фиксатор анкеруемой ветви типа ФА-25
        • Фиксатор сочлененный прямой тип ФП-25
        • Фиксатор сочлененный обратный типа ФО-25
        • Фиксатор сочлененный воздушных стрелок тип ФКС-25
        • Ограничитель подъема дополнительных фиксаторов
        • Кронштейн фиксаторный
        • Стойка фиксаторная изогнутая
        • Фиксатор дополнительный КС-109
        • Фиксатор сочлененный обратный ФОИ-25
        • Стойка дополнительного фиксатора КМ-117
        • Фиксатор сочлененный прямой ФПТ
        • Фиксатор анкеруемой ветви ФПА
        • Фиксатор сочлененный обратный ФПО
        • Фиксатор сочлененный прямой ФП-25
        • Фиксатор сочлененный обратный ФО-25
        • Кронштейн ограничителя грузов
        • Кронштейн типа КФ-5
        • Кронштейн типа КФ-6,5
        • Кронштейн типа КФУ-5
        • Кронштейн типа КФД
        • Кронштейн типа КФДС
        • Кронштейн типа КФПУ-50
        • Кронштейн типа КФПУ-63
        • Кронштейн типа А-III
        • Кронштейн типа А-IV
        • Кронштейн фидерный ТФ3
        • Кронштейн фидерный ТФ2
        • Кронштейн фидерный ТФ1
        • Кронштейн фидерный ТН-1
        • Кронштейн фидерный ТВ-1
        • Траверса переходных опор
        • Металлоконструкция рогового разрядника на ж.б. опоре
        • Металлоконструкция рогового разрядника для установки на ригеле жесткой поперечины
        • Металлоконструкция ограничителя перенапряжения на ж.б. опоре
        • Установка разъединителя на ж.б. опоре
        • Установка разъединителя для ДПР с моторным приводом на ж.б. опоре
        • Узел крепления кронштейна КС-141
        • Хомут для крепления кронштейнов КМ-131
        • Хомут нижнего фиксирующего троса КС-132
        • Хомут для подвешивания троса КС-133
        • Узел крепления пяты консоли КС-139
        • Узел крепления тяги консоли КС-140
        • Хомут верхний КМ-129
        • Хомут нижний КМ-130
        • Роговый разрядник постоянного тока РР-1
        • Оголовок ОГ-1 жестких перекладин
        • Надставка Т-образная тип II жестких перекладин
        • Подвес треугольный жесткой перекладины
        • Ригель 30,260 м
        • Ригель 34,010 м
        • Ригель 39,165
        • Ригель 44,165
        • Ригель 44,165 м
      • Швартовно-причальное оборудование для портов

      • Судовое оборудование

      • Металлические понтоны

      • Цепи конвейерные

      • Металлоконструкции кранов

      • Навигационные знаки

      • Дорожные металлоконструкции

      • Изготовление металлических каркасов

    • Технологические металлоконструкции

      • Газоходы

      • Циклоны ЦН-15

      • Циклоны

      • Пылеуловители (циклоны)

        • Пылеуловитель ВЗП-300 серия 5.904-77.94
        • Пылеуловитель ВЗП-200 серия 5.904-77.94
        • Пылеуловитель ВЗП-400 серия 5.904-77.94
        • Пылеуловитель ВЗП-450 серия 5.904-77.94
        • Пылеуловитель ВЗП-500 серия 5.904-77.94
        • Пылеуловитель ВЗП-600 серия 5.904-77.94
        • Пылеуловитель ВЗП-800 серия 5.904-77.94
        • Пылеуловитель ВЗП-1000 серия 5.904-77.94
        • Пылеуловитель ВЗП-1200 серия 5.904-77.94
        • Пылеуловитель ВЗП-1300 серия 5.904-77.94
        • Пылеуловитель ПВМ3СА серия 5.904-8, 5.904-23
        • Пылеуловитель ПВМ5СА серия 5.904-8, 5.904-23
        • Пылеуловитель ПВМ10СА серия 5.904-8, 5.904-23
        • Пылеуловитель ПВМ20СА серия 5.904-8, 5.904-23
        • Пылеуловитель ПВМ40СА серия 5.904-8, 5.904-23
        • Пылеуловитель ПВМ3Б серия 5.904-8, 5.904-23
        • Пылеуловитель ПВМ5Б серия 5.904-8, 5.904-23
        • Пылеуловитель ПВМ10Б серия 5.904-8, 5.904-23
        • Пылеуловитель ПВМ20Б серия 5.904-8, 5.904-23
        • Пылеуловитель ПВМ40Б серия 5.904-8, 5.904-23
        • Пылеуловитель ПВМ5КБ серия 5.904-8, 5.904-23
        • Пылеуловитель ПВМ10КБ серия 5.904-8, 5.904-23
        • Пылеуловитель ПВМ20КБ серия 5.904-8, 5.904-23
        • Пылеуловитель ПВМ40КБ серия 5.904-8, 5.904-23
        • Пылеуловитель ПВМ5КМА серия 5.904-8, 5.904-23
        • Пылеуловитель ПВМ10КМА серия 5.904-8, 5.904-23
        • Пылеуловители КМП
        • Пылеуловитель ПВМ20ЗИК
        • Пылеуловитель ПВМ30ЗИК
        • Пылеуловитель ПВМ40ЗИК
        • Пылеуловитель ВЗП-М
        • Пылеуловители КЦМП
        • Пылеулавитель МПР
        • Пылеуловители УСД-ЛИОТ
      • Конвейерные ролики, роликоопоры

      • Градирни

      • Дымоходы из нержавеющей стали

      • Дымоходы стальные

    • Нестандартные металлоконструкции

      • Контейнера

      • Металлоконструкции из профильной трубы

      • Металлоконструкции и металлоизделия из нержавеющей стали

      • Светопрозрачные металлоконструкции

      • Рекламные металлоконструкции

      • Приспособление для испытания лестниц

      • Технологические тележки

      • Формы для ЖБИ

      • Металлоконструкции шахт лифта

      • Кнехты сварные

      • Аэродромные плиты металлические PSP

      • К-1Д. Сборное покрытие для ВПП аэродромов

      • Строительная тара

        • Бадья для бетона БН-0,5
        • Бадья для бетона БН-1,0
        • Бадья для бетона БН-1,5
        • Бадья БН-1,0-Н (низкая)
        • Бадья БН-1,5-Н (низкая)
        • Бадья БН-2,0-Н (низкая)
        • Бадья для бетона БН-2,0
        • Конус КА (Конус Абрамса)
        • Тара для мусора ТС-2.2 самооткрывающаяся
        • Тара для мусора ТС-1.2 самооткрывающаяся
        • Форма куба 2ФК-100
        • Бадья для бетона БП-1,0 поворотная
        • Бадья для бетона БП-1,6 поворотная
        • Бадья для бетона БП-2,0 поворотная
        • Ящик каменщика
        • Ящик штукатура
        • Ящик растворный ЯР-1-У
        • Ящик ТР-0,25 (лодочка)
        • Ящик ТР-0,5 (лодочка)
        • Ящик ТР-1,0 (совок)
        • Ящик ТР-1,5 (совок)
        • Ящик ТР-2,0 (совок)
      • Изделия из нержавейки

      • Радиационно-защитное оборудование

      • Стальные люки приборов КИП

      • Ставни стальные герметические

      • Радиационно-защитные двери

    • Металлоконструкции для энергетики

Статический расчет подстропильной фермы — МегаЛекции


♦ Расчетный пролет и нагрузки.Подстропильная ферма загру­жена реакциями двух стропильных ферм, опирающихся на ее нижний пояс, и плитами покрытия, опирающихся на ее верхний пояс (по ребру от 4-х плит, т.е. нагрузка от одной плиты покрытия).

Расчетный пролет фермы l0 = L — 2а0= 12 — 2 · 0,15 = 11,7 м (а0 = 150 мм — расстояние от разбивочной оси до точки приложения опорной ре­акции подстропильной фермы). Масса фермы по табл. 2.3 равна 11,3 т, а вес — 11,3 · 9,81 = 110,8 кН, тогда погонная нагрузка от собственного веса:

при γf = 1 gnw= 110,8 · 0,95 / 12 = 8,77 кН/м;

при γf > 1 gw = 8,77 · 1,1 = 9,65кН/м.

Сосредоточенная сила F1, передающаяся непосредственно на верх­ний пояс фермы от плит покрытия:

при γf = 1

F1n = 3 · 6 · (g1n + Sn) = 3 · 6 · (2,544 + 0,95) = 62,89 кН,

в т.ч. от постоянной и временной длительной

F1n, l = 3 · 6 · (2,544 + 0,3 · 0,95) = 50,92 кН;

при > 1

F1= 3 · 6 · (g1 + s) = 3 · 6 · (3,0 + 1,33) = 77,94 кН.

 

 

Рис. 6.29. Опалубочные размеры подстропильной фермы L = 12 м

 

Величины распределенных постоянных нагрузок от покрытия и снеговой нагрузки приняты по табл. 2.4 настоящего пособия.

Средний узел нижнего пояса подстропильной фермы загружен не­симметрично, так как опорные реакции стропильных ферм смежных проле­тов различны по величине и их равнодействующая создает крутящий мо­мент в этом узле. В проектной практике это обстоятельство часто учитыва­ется эквивалентным увеличением равнодействующих сил R1и R2

(6.7)

где коэффициент α зависит от величины эксцентриситета е0равнодейст­вующей сил R1 и R2:при е0 = 0; 5; 10 и 15 см коэффициент α принимает зна­чения соответственно 1; 0,87; 0,67 и 0,5.

В данном примере сосредоточенные силы R1и R2:

при γf = 1

R1n = [(2,544 + 0,95) · 6 · 18 + 58,9 · 0,95 — 62,89] / 2 = 185,21 кН;

R2n = [(2,544 + 0,95) · 6 · 24 + 90,3 · 0,95 — 62,89] / 2 = 263,02 кН;

в т.ч. от продолжительно действующих нагрузок

R1n, l = [(2,544 + 0,3 · 0,95) · 6 · 18 + 58,9 · 0,95 — 62,89] / 2 = 149,3 кН;

R2n, l = [(2,544 + 0,3 · 0,95) · 6 · 24 + 90,3 · 0,95 — 62,89] / 2 = 215,14 кН;

при γf > 1

R1 = [(3 + 1,33) · 6 · 18 + 58,9 · 1,1 · 0,95 — 77,94] / 2 = 225,57 кН;

R2 = [(3 + 1,33) · 6 · 24 + 90,3 · 1,1 · 0,95 — 77,94] / 2 = 319,97 кН.

Силы R1и R2приложены в узле с эксцентриситетом относительно оси нижнего пояса е1= е2 = е= 0,135 м. Тогда эксцентриситет равнодействующей сил R1и R2из условия равновесия


По линейной интерполяции находим коэффициент α = 0,94. Тогда приведенная сосредоточенная сила на средний узел нижнего пояса под­стропильной фермы

при γf = 1

в т.ч. от продолжительно действующей части нагрузки

при γf > 1

Нагрузку от собственного веса подстропильной фермы и от плит покрытия, опирающихся непосредственно на ее верхний пояс, также при­водим к узловой:

при γf = 1

F3n = gnw(l1 + l2) / 2 + F1n / 2 = 8,77 · (3,98 + 4,0) / 2 + 62,89 / 2 = 66,44 кН; в т.ч. от продолжительно действующей части нагрузки

F3n, l= 8,77 · (3,98 + 4,0) / 2 + 50,92 / 2 = 60,45 кН;

при γf > 1

F3 = 9,65 · (3,98 + 4,0) / 2 + 77,94 / 2 = 77,47 кН.

Опорные реакции подстропильной фермы:

при γf = 1

RA, n = F2n / 2 + F3n= 476,84 / 2 + 66,44 = 304,86 кН;

в т.ч. от продолжительно действующей части нагрузки

RA, l = F2n, l / 2 + F3n, l = 387,7 / 2 + 60,45 = 254,3 кН;

при γf > 1

RA = F2 / 2 + F3 = 580,41 / 2 + 77,47 = 367,65 кН.

♦ Определение усилий в элементах фермы.В принятой расчет­ной схеме фермы (рис. 6.30) жесткие узлы условно заменены шарнирными. Поскольку верхний пояс загружен внеузловой нагрузкой F1, то, кроме нор­мальных усилий, в нем возникнут изгибающие моменты. Для определения нормальных усилий всю нагрузку, в т.ч. и внеузловую, приводим к узловой и прикладываем в узлы верхнего пояса. Определение нормальных усилий в элементах фермы выполним методом вырезания узлов (табл. 6.12).

 

 

Рис. 6.30. К расчету подстропильной фермы: а — расчетная схема;

б — к определению усилий в стержнях

 

Углы между стержнями фермы:

tg α1 = 1,95 / 3,85 = 0,5064; α1 = 26° 51′;

tg =1,95 / 2 = 0,975; α2 = 44° 16′;

sin α1 = 0,4517; cos α1 = 0,892;

sin α2= 0,698; cos α2= 0,716.

Вычислим изгибающие моменты в стержнях верхнего пояса от за­гружения его внеузловой нагрузкой F1 для чего воспользуемся методикой, изложенной в книге Жемочкина Б.Н. «Расчет рам».

 

Таблица 6.12

 

Значения жесткостей стержней, сходящихся в узле С, приведены в табл. 6.13.

Момент в заделке i — го стержня, примыкающего к узлу:

Mi = β1· Msup, (6.8)

где β1— коэффициент, зависящий от соотношения погонных жесткостей рассматриваемых стержней;

Msupопорный момент в стержне 3-6 с заделанными концами.

При ii/ im≥4 коэффициент β1 = 0,1, а при ii/ im≤1 — β1 = 0,2. Здесь im— погонная жесткость среднего из всех сходящихся в узле стержней; ii — средняя погонная жесткость всех стержней, исключая средний.

 

Таблица 6.13

 

Средняя погонная жесткость стержней 2-7 и 3-6:

ii = (i2-7 + i3-6) /2 = (1,023 + 2,394) / 2 = 1,709; im = i6-7 = 0,741;

ii/ im= 1,709 / 0,741 = 2,306 > 1.

По интерполяции находим

Опорные моменты в стержне 3-6 при условии жесткой заделки стержня в узел С:

М С 3-6 = F1l / 8 = — 77,94 · 2,9 / 8 = — 28,25 кНм;

М С 6-7 = β1М С 3-6 = — 0,123 · 28,25 = — 3,48 кНм.

Опорный момент в стержне 2-7:

ii/ im = (2,394 + 0,741) / 2 = 1,568 > 1;

М2-7 = — 0,181 · 28,25 = — 5,11кНм.

Из условия равновесия узла С

М3-6 = М С 3-6М С 6-7М С 2-7 = 28,25 — 3,48 — 5,11 = 19,66 кНм.

Тогда момент в середине пролета стержня 3-6

Ml/2= F1l / 4 — М3-6 = 77,94 · 2,9 / 4 — 19,66 = 36,85 кНм.

6.6.3. Расчет сечений элементов фермы по I-й группе предель­ных состояний

♦ Нижний пояс.Наибольшее растягивающее усилие при коэффи­циенте γf > 1 равно N ≈ 726 кН и действует в стержне 7-1. Требуемая пло­щадь сечения арматурных канатов

где γs6= 1,15 для арматурных канатов класса К-7 [3, п. 3.7]. Требуемое количество канатов п = Asp / fs = 574 / 90,6 = 6,34 шт. Принимаем 7 Ø12 К-7 (Asp= 634 мм2).

♦ Верхний пояс.Стержень 2-7. Сечение стержня bxh = 550х210 мм; а = а′ = 30 мм; h0 = h — a = 210 — 30=180 мм. Усилия от всех нагрузок при γf > 1:

N = N2-7 = 813,92 кH; М = М2-7 = 5,11 кНм;

в т.ч. от продолжительных нагрузок:

При e0 = M / N= 5,11 / 813,92 = 6,3 · 10-3 м < 0,125h = 0,125 · 0,21 = 0,026 м расчетная длина стержня 2-7 в плоскости фермы по табл. 24 [5] составляет l0 = 0,9l = 0,9 · 2700 = 2430 мм. Случайные эксцентриситеты составляют: еа1= l0 / 600 = 2430 / 600 = 4,05 мм; еа2 = h / 30 = 210 / 30 = 7 мм; еа3= 10 мм. Так как проектный эксцентриситет е0 = 6,3 мм < еа3= 10 мм, принимаем е0= еа3= 10 мм.

Принимаем симметричное армирование верхнего пояса и опреде­ляем требуемую площадь сечения продольной арматуры. При l0 / h = 2430 / 210 ≈ ≈ 12 > 10 необходим учет гибкости стержня, для чего определим условную критическую силу и коэффициент увеличения начального экс­центриситета.

1. M1= М + 0,5N · (h0-а′) = 5,11 + 0,5 · 813,92 · (0,18-0,03) = 66,15 кНм.

2. М1l = Ml + 0,5Nl· (h0 — а′) = 4,26 + 0,5 · 679 · (0,18 — 0,03) = 55,2 кНм.

3. φl= 1 + βM1l / M1= 1 + 1 · 55,2 / 66,15 = 1,834 < 1 + β = 2.

4. δе= е0 / h = 10 / 210 = 0,048.

5. δе, min= 0,5 — 0,01l0 / h- 0,01Rb= 0,5 — 0,01 · 12 — 0,01 · 17,55 = 0,204.

6. δе= 0,048 < δе, min= 0,204, принимаем δе = δе, min= 0,204.

7. αs = Es / Eb = 2 · 105 / 34500 = 5,8; µ = 0,01 (первое приближение).

Условная критическая сила

Коэффициент увеличения начального эксцентриситета

тогда расчетный эксцентриситет

е = η · е0 +0,5hа′ = 1,193 · 10 + 0,5 · 210 — 30 ≈ 87 мм.

Вспомогательные расчетные параметры:

1.

где ω =0,85 — 0,008Rb = 0,85 — 0,008 · 17,55 = 0,71; σsR = Rs = 365 МПа.

2.

3.

4. δ = a’ / h0 = 30 / 180 = 0,167.

Требуемая площадь сечения симметричной продольной арматуры

при αn < ξR

Так как по расчету арматура не нужна, принимаем ее по конструк­тивным требованиям

AS = AS‘ = As, min = 0,002bh0= 0,002 · 550 · 180 = 198 мм2.

Принимаем у широких граней стержня по 3 Ø14 А-III (As = AS= 462 мм2) с тем, чтобы расстояния между продольными стержнями не превышали 400 мм. Коэффициент армирования

µ = (As + As) / bh0 = 2 · 462 / (550 · 180) = 0,0093

близок к первоначально принятому значению µ = 0,01.

Стержень 3-6. Сечение стержня в середине панели bхh = 550х300 мм, а = а′ = 30 мм; h0 = 300 — 30 = 270 мм. Усилия от всех на­грузок при коэффициенте γf> 1: N = 1023,7 кН; М = 37,89 кНм; в т.ч. от про­должительных нагрузок: Nl = 701 · 1023,7 / 846,6=847,6 кН; Мl=36,85 · 847,6/1023,7=30,51 кНм.

При е0= М / N = 36,85 / 1023,7 = 0,036м < 0,125h = 0,125 · 0,3 = 0,0375 м расчетная длина стержня 3-6 в плоскости фермы составляет l0 =0,9l=0,9 · 2900 = = 2610 мм = 2,61 м. Поскольку l0 / h = 2610 / 300 = 8,7 < 10, гибкость не учитываем, т.е. коэффициент η = 1. Тогда расчетный эксцентриситет

е = η · е0 +0,5hа′ = 1 · 36 + 0,5 · 300 — 30 = 156 мм.

Вспомогательные расчетные параметры:

δ = 30 / 270 = 0,393.

Требуемая площадь сечения симметричной продольной арматуры

при αn = 0,392 < ξR = 0,56

т.е. по расчету арматура не требуется. Из конструктивных соображений принимаем у широких граней стержня по 3 Ø14 А-III (As =As=462 мм2 > Аs, min = = 0,002 · 550 · 270 = 297 мм2). Поперечные стержни можно принять Ø6 A-I с шагом 150 мм.

♦ Раскос 6-7.Сечение раскоса bxh = 450×160 мм; а = а′ = 25 мм; h0 = 160 — 25 = 135 мм. При действии растягивающего усилия N = 415,73 кН и изгибающего момента М = 3,48 кНм раскос испытывает внецентренное растяжение. Расчетные эксцентриситеты продольной силы:

е= 0,5h – M / N — а= 0,5 · 160 — 3,48 · 106 / 415,73 · 103 — 25 = 47 мм;

е’ = 0,5h + М / N — а= 0,5 · 160 + 3,48 · 106 / 415,73 · 103 — 25 = 63 мм.

При е’ = 63 мм < (h0 — а) = 135 — 25 = 110 мм требуемая площадь сечения продольной арматуры:

Сечение ненапрягаемой арматуры растянутого раскоса 6-7 должно обеспечивать не только его прочность, но и требуемую трещиностойкость. Поэтому из условий ограничения ширины раскрытия нормальных трещин принимаем симметричную арматуру по 6 Ø12 А-III (As = As= 678 мм2), ко­торые располагаем у широких граней раскоса; поперечные стержни также принимаем Ø6 A-I с шагом 150 мм.

 

6.6.4. Расчет сечений элементов фермы по II-й группе предель­ных состояний

 

♦ Расчет по трещиностойкости нижнего пояса.Наибольшее растягивающее усилие от всех нагрузок с коэффициентом γf = 1 действует в панели 7-1 и равно Nn= N7-1 ≈ 602 кН. Начальное предварительное напряжение принимаем σsp= 0,9Rs, ser= 0,9 · 1335 ≈ 1200 МПа. Коэффициент точности натяжения γsp = 1 — ∆γsp = 1 – 0,1 = 0,9 (∆γsp = 0,1 при механическом способе на­тяжения).

Вычисляем потери предварительного напряжения.

Первые потери

 

От релаксации напряжений в натянутой арматуре

σ1= 0,1σsp– 20 = 0,1 · 1200 — 20 = 100 МПа.

От перепада температур между арматурой и натяжными устройст­вами

σ2= 1,25∆t = 1,25 · 65 = 81,25 МПа.

От деформации анкеров, расположенных у натяжных устройств:

σ3= (∆l / l) · Es= (2 / 13000) · 18 · 104 = 27,7 МПа,

где ∆l = 2 мм [4, табл. 4].

Напряжение в арматуре с учетом вычисленных потерь

σsp1= σsp — σ1σ2 — σ3 = 1200 — 100 — 81,25 — 27,7 = 991 МПа.

Усилие в арматуре Aspс учетом вычисленных потерь

Р0= σsp1Asp = 991 · 634 = 628294 Н.

Напряжение в бетоне на уровне центра тяжести напрягаемой арма­туры при ее симметричном расположении в сечении нижнего пояса (Asp= Aspи е0р= 0)

σbp = P0 / Ared= 628294 / 118803 = 5,29 МПа,

где Ared = bh + αspAsp = 550 · 210 + 5,21 · 634 = 118803 мм2.

Коэффициент α = 0,25 + 0,025Rbp = 0,25 + 0,025 · 20 = 0,75 < 0,8.

Потери от быстронатекающей ползучести при уровне напряжений

σbp / Rbp = 5,29 / 20 = 0,264 < α = 0,75

σ6 = 34σbp / Rbp = 34 · 0,264 = 9,0 МПа.

Итого первые потери:

σl1 = σ1 + σ2 + σ3 + σ6 = 100 + 81,25 + 27,7 + 9 = 218 МПа.

Усилие обжатия с учетом первых потерь

P1 = (σsp — σl1)Asp= (1200 — 218) · 634 = 622588 Н.

Вторые потери

 

Потери от усадки бетона σ8 = 35 МПа [4, поз.8 табл. 4].

Напряжения в бетоне на уровне центра тяжести сечения с учетом первых потерь

σbp1= P1 / Ared= 622588 / 118803 = 5,24 МПа.

Потери от ползучести при σbp1 / Rbp= 5,24 / 20 = 0,262 < α = 0,75

σ9 = 128σbp1 / Rbp = 128 · 0,262 = 33,54 МПа.

Итого вторые потери σl2 = σ8 + σ9 = 35 + 33,54 = 68,54 МПа.

Полные потери σl = σl1 + σl2 = 218 + 68,54 = 286,54 МПа.

Усилие обжатия с учетом всех потерь и коэффициентом точности на­тяжения γsp = 1

P2 = (σspσl)Asp= (1200 — 286,54) · 634 = 579133 H.

Усилие трещинообразования в нижнем поясе

Ncrc = Rbt, serA + Р2= 1,95 · 550 · 210 + 579133 = 804358 Н ≈ 804 кН.

Так как Ncrc= 804 кН > Nn= 602 кН, трещины в нижнем поясе не образуются.

♦ Расчет по раскрытию трещин раскоса 6-7.Усилия от нагру­зок при γf = 1:

Nn = 341,58кН; Nl = 277,73 кН; Мп= (341,58 / 415,73) · 3,48 = 2,86 кНм; Ml = 2,86 · (277,73 / 341,58) = 2,33 кНм.

Так как продолжительно действующие нагрузки составляют более 80% полной нагрузки, проверяем только продолжительное раскрытие трещин от усилий Nl и Ml.

1.h0 = 160 — 25 = 135 мм;

2.e0 = Ml / Nl = 2,33 · 106/ 277,73 · 103 = 8,4 мм.

3.ex = h / 2 — а- е0 = 160 / 2 — 25 — 8,4 = 46,6 мм.

При е0= 8,4 мм < 0,8h = 0,8 · 160 = 128 мм продольная сила при­ложена в пределах расстояния zs = h0a‘ = 135 — 25 = 110 мм, тогда напряжения в растянутой арматуре согласно п. 4.9 [5]

 

 

5. Коэффициент армирования сечения

 

 

где h01 = h0 — es = 135 — 46,6 = 88,4 мм [5, п. 4.7].

6. φl = 1,6 — 15 = 1,6 — 15 · 0,017 = 1,345.

7. Ширина продолжительного раскрытия трещин

где δ= 1,2 — для растянутых элементов;

η = 1 — для арматуры класса А-III.

Следовательно, трещиностойкость раскоса 6-7 обеспечена.

 



Рекомендуемые страницы:

Воспользуйтесь поиском по сайту:

Кровельная ферма — типы, компоненты, преимущества

Ферма крыши — это структурная единица, предназначенная для обрамления крыши и поддержки материала крыши, внутреннего потолка, изоляции и сил, вызываемых снегом, дождем и ветром. Ферма крыши поддерживается внешними стенами и охватывает всю ширину здания.

Компоненты фермы крыши

Обычная ферма узнаваема по треугольной форме и чаще всего используется при строительстве крыш. Ниже представлены различные компоненты фермы крыши.

  • Основные стропила или верхний пояс
  • Нижний пояс или основная стяжка
  • Галстуки
  • Стойки
  • Стяжка провисающая
  • Purlins
  • Стропила
  • Хребет
  • Карниз
  • Пункты панели
  • Кровельное покрытие
  • Угол накладки
  • Опорная плита, анкерная пластина и анкерные болты.

Типы кровельных ферм

Существует много типов ферм для строительства жилых, коммерческих и промышленных зданий.У каждого типа есть свои особенности конструкции, а также преимущества и недостатки. Вот самые популярные, широко применяемые стропильные фермы.

  • Ферма King Post
  • Ферма Pratt
  • Ферма стойки фермы
  • Ферма Howe
  • Ферма вентилятора
  • Ферма крыши North Light
  • Фермы четырехугольной крыши
  • Кровельная ферма с параллельными поясами
  • Ножничная ферма крыши
  • Ферма крыши с приподнятым каблуком

Преимущества фермы крыши

  • Кровельные фермы позволяют сократить расходы на месте.
  • Лучшее управление стоимостью проекта с заранее известной стоимостью компонентов
  • Улучшение денежного потока за счет более ранней занятости за счет сокращения рабочей силы на объекте
  • Более быстрое время завершения оболочки
  • Использование ферм из пиломатериалов меньших размеров вместо балок и колонн
  • Большая гибкость при размещении водопровода, воздуховодов и электропроводки
  • Свобода плана этажа при размещении межкомнатных перегородок, часто без дополнительных опор
  • Предварительно смонтированная стропильная система
  • Меньшее количество деталей и сокращение времени установки
  • Широкая поверхность для крепления гвоздями 3-1 / 2 дюйма для удобного крепления настила пола
  • Устранение зазубрин и растачиваний балок для электропроводки и водопровода
  • Фермы перекрытий предлагают лучшую доступность и меньшую стоимость на месте, чем балки 2 × 8 или 2 × 10
  • Компоненты заводского изготовления с точным соблюдением требований к пролету
  • Сокращение времени работы субподрядчиков по ОВК, сантехнике и электроснабжению
  • Запрещается заливка подушек колонн, стальных балок и стоек для установки
  • Сокращение кражи материалов на стройплощадках и сокращения отходов

Недостатки кровельной фермы

  • Фермы крыши имеют ряд поддерживающих элементов, которые ограничивают использование чердачного пространства.
  • Для больших ферм требуется кран

Другие изображения — Основы углов элементов фермы крыши

Дизайн, стоимость, каркас и многое другое

Когда дело доходит до стропильных ферм, вы должны учитывать все: от дизайна до стоимости до плюсов использования ферм вместо каркасного каркаса крыши. Если вы ищете полное руководство по фермам крыши, то вы попали в нужное место.

Вы можете использовать приведенные ниже ссылки для навигации по руководству:

1.Плюсы использования кровельных ферм вместо каркаса из прутьев

2. Цены на кровельные фермы

3. Как заказать фермы

Плюсы использования кровельных ферм вместо каркаса из стержней

Плюсы использования кровельных ферм значительно перевешивают плюсы обрамление палкой. Конечно, может быть случай, когда ваш единственный вариант — обрамление палкой, и это понятно. Но в 99% случаев стропильная ферма даст вам гораздо больше.

Вот плюсы ферм:

-Кровельные фермы действительно спроектированы — все наши фермы имеют инженерную печать, что означает, что они соответствуют универсальным стандартам.

-Фермы построены в контролируемой среде вне погодных условий. Это означает, что на строительный процесс не повлияет дождь или снег.

— Фермы перекрывают большие расстояния без опоры.

-Фермы производятся с использованием пил с компьютерным управлением, что обеспечивает большую точность, более плотную посадку, меньше ошибок и меньше отходов пиломатериалов. Просто точнее.

-Мы тратим очень мало пиломатериалов, когда строим наши кровельные фермы, что означает, что мы экономим больше на пиломатериалах на каждую строимую ферму.Попробуйте сделать это с помощью рамки.

-Фермы строятся на земле, а затем поднимаются на существующие стены. Это устраняет больше шансов упасть и попасть в аварию.

Зачем кому-то использовать обрамление палкой?

Есть несколько причин, по которым строители предпочитают каркас крыши вместо стропильных ферм:

— Крыша и потолок могут быть прикреплены к одному и тому же элементу.

— Крутые вальмовые крыши легче строить, обрамляя палкой.

— Изменения в последнюю минуту могут производиться по одной детали с обрамлением.

-Для сооружения половин этажей, встроенных в крышу, с большими слуховыми окнами или отверстиями в крыше в виде односкатной крыши.

Заблуждения о каркасе из стержней:

Обрамление из стержней дешевле — ЛОЖЬ

Многие строители также думают, что каркас из стержней дешевле, чем использование спроектированных стропильных ферм. Это распространенное заблуждение, потому что строитель не рассматривал возможность покупки ферм и обычно предполагает, что ферм более дорогие. Это просто неправда.Мы видели похожие дома, построенные бок о бок, а фермы позволяют строителю строить быстрее и дешевле.

Обрамление палки может быть быстрее — ЛОЖЬ

Проведены параллельные сравнения, и стропильные фермы получают приз за скорость. Деревянные фермы производятся на складе вдали от погодных условий, что означает, что фермы для дождя или блеска могут быть построены, а затем отправлены на место работы. Кроме того, наши фермы производятся с использованием компьютеризированных систем, поэтому процесс происходит быстрее и точнее.

Щелкните видео ниже, чтобы посмотреть сравнение на сайте SBC:

Сравнение времени: для дома с каркасным каркасом (включая фермы крыши) потребовалось 152,1 человеко-часа по сравнению с 373,5 часа для дома с каркасным каркасом. Завершить дом каркасом из палочек требовалось в 2,5 раза БОЛЬШЕ.

Рама с деревянным каркасом использует меньше пиломатериалов — ЛОЖЬ

Поскольку мы производим наши кровельные фермы с компьютерным программным обеспечением и системами, мы можем использовать меньше пиломатериалов, чем крыша с решетчатым каркасом, и буквально без отходов.Рамка из палочек не является точным методом, поэтому на протяжении всего процесса кадрирования возникает больше отходов.

Сравнение пиломатериалов: для дома с деревянным каркасом использовалось 20 643 фута досок, в то время как для дома с деревянным каркасом (включая стропильные фермы) использовалось только 15 052 фута досок. Это на 25% меньше пиломатериалов, что означает больше денег в кармане строителя и больше денег в кармане домовладельца.

Ценообразование на фермы для крыши — какую стоимость можно ожидать на деревянные фермы?

Конечно, цена — это, вероятно, то, что вас больше всего интересует, потому что стоимость — это все, когда дело доходит до строительства конструкции.Независимо от того, являетесь ли вы подрядчиком или строителем, вам необходимо знать стоимость ферм, чтобы определить, стоит ли это покупать.

Итак, сколько будут стоить мои кровельные фермы?

[* мы не можем предоставить точное число без дополнительной консультации — это общие ориентировочные цены]

Давайте рассмотрим цены на простую конструкцию — дом 26х40 футов с фронтоном.

-Этот дом будет иметь двускатную крышу и центральную часть площадью 16 футов с высоким потолком над гостиной и столовой.

— Уклон крыши будет 5/12 с соборным потолком с уклоном 2,5 / 12.

— Свес будет 2 фута вокруг всего дома

— Фермы на концах дома будут фермами с откидным верхом

Вот фермы, которые нам понадобятся для этого дома в стиле фронтона:

— 12 общих ферм

-2 концевых ферм с откидным верхом

-7 ножничных ферм

Теперь давайте проведем оценку этого количества ферм на основе средней стоимости одной линейной опоры (которая меняется из года в год и даже за месяц). в месяц в некоторых случаях).

12 общих ферм x пролет 26 футов = 312 линейных футов x 4,00 долл. США / фут = 1248,00 долл. США

2 фронтона с откидным верхом x пролет 26 футов = 52 линейных фута x 5,00 долл. США / фут = 260,00 долл. США

7 ножниц x пролет 26 футов = 182 линейных фута x 4,50 долл. США / фут = 819,00 долл. США

Промежуточный итог ферм = 2327,00 долл. США

На данный момент мы не учли налоги и стоимость доставки.

Налог составляет от 5 до 10% в зависимости от местоположения вашей строительной площадки. Если мы рассчитаем 10% налог на работу, то вы добавите 177 долларов к общей стоимости ферм.

Затем доставка зависит от того, как далеко нам нужно перевезти фермы со склада. Нам нравится обрабатывать весь пакет за вас, потому что мы используем специальный прицеп, предназначенный для перевозки ферм на вашу рабочую площадку.

Чтобы завершить нашу быструю оценку без стоимости доставки, мы достигли в общей сложности:

Всего 2,559 долларов США для деревянных ферм крыши

Факторы, влияющие на цену и стоимость фермы:

Пролет фермы: это расстояние от нижнего пояса фермы от внешней стороны (выступа) несущей стены до внешней стороны другой несущей стены.Вкратце, пролет — это длина основания фермы. Некоторые пролеты имеют более низкую норму на фут, чем другие.

Например, если у фермы пролет 26 футов, то нижний пояс может быть построен из двух досок — 16 и 10 футов, что позволяет избежать отходов и отходов и является наиболее эффективным с точки зрения экономии цен.

Теперь, если вы заказываете ферму с пролетом 26’4 дюйма, то 10-футовая доска заменяется на 12-дюймовую, и остается 1’8 ”лома, даже если ферма увеличилась только на 4 дюйма.Конечно, мы можем разместить любой проект, но мы рекомендуем сохранять пролет четным числом, особенно если вы хотите сэкономить на всем количестве ферм.

Выступ: Вылет фермы — это горизонтальное расстояние от конца нижнего пояса (или стены) до конца верхнего пояса фермы. Верхний пояс может иметь два разреза: пухлый или квадратный. Типичный свес для жилых помещений составляет от 16 до 24 дюймов. Опять же, эту длину можно отрегулировать в соответствии с потребностями фермы.

Если свес выходит за пределы 24 дюймов, скажем, до 30 дюймов, то потребуется верхний пояс 2 × 6 для хвостовой части, чтобы справиться с дополнительным свесом.

Уклон крыши (уклон): вертикальный подъем верхнего пояса на 12 горизонтальных дюймов — это уклон или уклон крыши. Например, шаг 4/12 означает 4 дюйма подъема при 12 дюймах пробега.

Чем круче крыша, тем дороже становятся фермы, потому что чем длиннее становятся доски, тем больше увеличивается площадь крыши.Вы также понесете дополнительные расходы, потому что намного сложнее укладывать крышу с уклоном 12/12 по сравнению с крышей 4/12.

Расстояние между фермами: это расстояние между фермами. Стандартное расстояние между стропилами крыши — 2 фута. Практически все жилые фермы используют такое расстояние.

Существует заблуждение, что расстояние между фермами через каждые 16 дюймов по центру лучше, потому что оно будет прочнее, чем в среднем 2 дюйма. Хотя это может быть правдой, это не всегда верно, кроме случаев сильного стресса.Проблема в том, что ферма, расположенная на расстоянии 16 дюймов, обычно проектируется легче и выдерживает меньшую нагрузку, чем фермы, расположенные каждые 2 дюйма. Таким образом, вам понадобится больше ферм для шага 16 дюймов, что, вероятно, будет означать более высокие затраты.

Для ферм магазинов и сараев типичное расстояние составляет 4 дюйма по центру, а в некоторых случаях даже 8 и 10 футов.

Количество ферм: Чем больше ферм вам нужно, тем дешевле будет цена за ферму, потому что мы все равно должны использовать одну ферму на протяжении всего процесса.Итак, создаем ли мы один или десять, нам все равно нужно его спроектировать, построить и затем доставить. Вот почему оптом всегда лучше с точки зрения затрат.

Расчетные нагрузки: важен вес, который ферма должна выдержать на квадратный фут. Это включает в себя весь кровельный материал и потолок, а также нагрузку для строительных целей, а также факторы окружающей среды (такие как ветер и снег). Очень важно учитывать правильную нагрузку на ферму.

Как успешно заказать кровельные фермы:

Заказать фермы не так просто, как заказать другие изделия из дерева, но мы расскажем здесь все, что вам нужно, чтобы успешно заказать фермы и упростить процесс для вас.

Итак, что нужно предоставить для заказа стропильных ферм?

Лучший способ заказать: предоставить план крыши и помещения. Мы можем лучше гарантировать правильную подгонку, если у нас есть размеры пола и крыши.

Помимо планов, вот детали, которые вам необходимо предоставить:

  • -Расположение вашего проекта
  • -Тип здания и его функция
  • -Размер здания или тип фермы , пролет и количество
  • — Расстояние между фермами
  • — Шаг крыши
  • — Ширина выступа, хвостовой части или потолка
  • — Нагрузка / материал крыши и потолка
  • соответствует — существующая крыша?

Зачем нам нужно расположение строительной площадки?

Географическая информация важна для нас, чтобы узнать о нагрузках на окружающую среду, таких как снег и ветер.Каждое место зависит от количества получаемого ветра и снега. Конечно, большинство обслуживаемых нами территорий подвержены сильному ветру в течение года, поэтому важно, чтобы мы точно знали, где будут установлены фермы, чтобы мы могли построить лучшую стропильную систему для вашего проекта.

Почему важна функция здания?

Знание функции здания позволяет нам определить правильные коды и параметры, с которыми мы должны работать для этой конкретной конструкции.Это так же просто, как сказать нам, что фермы предназначены для дома, магазина, павильона, вешалки или чего-то еще. Оттуда мы можем ввести коды и параметры в наше программное обеспечение для проектирования и правильно изготовить фермы, подходящие для вашей работы.

Зачем нужна планировка здания?

Все наши расценки на фермы крыши начинаются с макета. Если вы можете сообщить нам размер вашей конструкции и расстояние между фермами (расстояние между фермами), мы можем сказать вам, сколько ферм вам понадобится.

Вы, конечно, можете рассчитать количество ферм самостоятельно, если хотите, но мы все равно просим составить план здания, чтобы мы могли увидеть, какую площадь будут покрывать фермы. Нам также необходимо знать расстояние между ферм, чтобы их расположение соответствовало вашей конструкции.

Почему важен тип фермы?

Доступно много типов ферм, поэтому важно знать, какой тип ферм вам нужен. В основном мы спрашиваем, нужны ли вам фермы для фронтона или нет, и если да, то какое количество ферм для фронтона вам нужно.

Фронтальная ферма устанавливается на торцевой стене конструкции и имеет вертикальные стойки через каждые 2 фута или 16 дюймов. Ферма фронтона не является конструктивной и требует постоянной несущей опоры под ней, такой как балка или стена.

Фронтальные фермы дороже обычных структурных ферм, поскольку требуется больше пиломатериалов. Однако для отделки фронтонных торцов построек гораздо лучше подходят двускатные фермы.

Почему скат крыши?

Нам нужен уклон крыши, потому что нам нужно знать наклон / угол наклона крыши.В большинстве случаев уклон крыши обозначается дюймами подъема и спуска. Так, например, шаг 6/12 — это 6 дюймов подъема для 12 дюймов бега (по горизонтали).

Почему важен выступ?

Во-первых, свес — это расстояние от конца нижнего пояса фермы (или стены) до конца верхнего пояса. Или это расстояние от стены до того места, где выступает верхний пояс.

Это то, к чему крепится потолок или детали, которые привязываются к стене.Стандартный свес составляет 16-24 дюйма, но вылет может быть любой длины по вашему желанию.

Если свес превышает 2,5 фута, нам потребуется использовать верхний пояс большего размера для свеса, обычно верхний пояс 2 × 6 для фермы. Мы также можем построить консоль для свеса, где нижний пояс фермы продолжается за стену.

Почему стоит учитывать нагрузку на ферму?

Нагрузка на ферму важна, потому что нам нужно знать нагрузку на фермы и то, что они должны будут удерживать.Это очень важно для конструкции фермы, потому что в противном случае фермы не смогут выдерживать соответствующую нагрузку.

Типичная загрузка жилых помещений включает стандартный настил и черепицу / металл, а также гипсокартон на потолке. Однако, если вы планируете использовать глиняную черепицу на крыше, нам необходимо знать об этом, чтобы мы могли спроектировать фермы, чтобы выдерживать более тяжелые нагрузки.

Допустим, вы планируете построить амбар с столбами, используя только прогоны и металл, прикрепленные к верхней части фермы, при этом оставляя фермы открытыми без потолочного гипса.В этом случае нагрузка на ферму меньше, поэтому стоимость фермы также меньше.

Соответствуем ли мы существующей крыше?

Если вы не строите новую отдельно стоящую конструкцию, нам нужно знать, чтобы мы могли соответствовать существующей крыше. Чтобы соответствовать текущей крыше, нам необходимо знать следующее: пролет фермы, высоту каблука и общую высоту фермы посередине или точное измерение уклона крыши.

Фермы крыши

Рисунок 1 — Обычная ферменная крыша

Как спроектировать и построить ферму крыши

Есть недостаток, связанный с использованием стропильных ферм.Чердачное помещение нельзя использовать в качестве жилого помещения из-за поперечин, использованных при изготовлении фермы. Кроме того, по той же причине может быть затруднительно провести работу воздуховодов на чердаке.

Строительство обычной фермы крыши (Рисунок 2):

Рисунок 1 — Обычная ферменная крыша

Как спроектировать и построить ферму крыши

Рисунок 2 — Обычная конструкция стропильной фермы
  • Пояс: Нижний элемент фермы, поддерживающий потолок комнаты непосредственно под фермой.
  • Консоль или выступ: Часть фермы, которая выходит за пределы внешних стен здания.
  • Пик: Самая высокая точка фермы.
  • Уклон: Уклон — это угол наклона крыши, ее уклон или крутизна крыши. Например, крыша, которая поднимается на 3 дюйма на каждые 14 дюймов по горизонтали, называется крышей 3 на 14 дюймов. Угол наклона крыши является основным фактором при определении материала, который можно использовать для покрытия настила крыши.В общем, более крутая крыша будет служить дольше, в первую очередь потому, что вода будет стекать намного быстрее.
  • Верхний пояс: Элемент фермы, поддерживающий настил. Это также элемент, к которому крепится настил.

Дополнительная информация по определению уклона кровли

Рисунок 3 — Провисание черепичной крыши

Очень важно, чтобы фермы крыши были спроектированы с учетом пролета крыши и нагрузки на крышу в вашем географическом районе.Неправильный размер и установка фермы могут привести к катастрофе и, в лучшем случае, к провисанию крыши, как показано на Рисунке 3.

Конфигурация фермы крыши:

Фермы крыши

могут быть изготовлены в соответствии с почти любым стилем, размером и конфигурацией крыши, как показано на Рисунке 4.

Рисунок 4 — Типы и конфигурации стропильных ферм

Проектирование фермы крыши — Практические рекомендации и ресурсы

Фермы крыши — это треугольные конструкции, которые обеспечивают поддержку и устойчивость крыши и распределяют вес крыши от внешних стен здания.

Фермы обычно изготавливаются из дерева при проектировании жилых домов и из стали при проектировании коммерческих зданий. Они принимают форму треугольника из-за естественной способности этой формы распределять давление по всей структуре, что делает ее чрезвычайно устойчивой и жесткой.

Существует множество различных конструкций для фермы крыши , и лучший дизайн для любого здания будет зависеть от них.

  • напряжения, которые может испытывать крыша здания
  • эстетические предпочтения домовладельца
  • и размер открытых площадок внутри здания.
  • — тип экстремальных погодных условий, преобладающих в районе строительства дома или здания.

Многие строители домов заказывают фермы у производителя и доставляют их на строительную площадку, потому что строительство стропильных ферм является трудоемким, а сборные стропильные фермы экономят время и деньги. Если доставка в область является проблемой, или если проект здания требует определенного типа или размера фермы, которая недоступна, фермы, возможно, придется построить на месте.

Поэтому, рассматривая кровельные фермы для вашего дома, их не следует выбирать только на основе внешнего вида. Опытный подрядчик или инженер обычно помогает выбрать конструкцию стропильной фермы, которая лучше всего подходит для строящегося здания. Кто-то, имеющий специальную подготовку в этой области, сможет максимально использовать комнату в вашем доме, придав ей ощущение простора, но при этом сохраняя красивый вид. Различные типы конструкции стропильных ферм могут использоваться в разных частях дома, что позволяет настраивать внешний вид разных комнат, сохраняя при этом тот же внешний вид.Хотя некоторые фермы крыши могут быть практичными для погодных условий в определенной области, они могут не соответствовать желаемым проектным спецификациям для здания. Хорошие архитекторы и инженеры при выборе конструкции фермы учитывают как конструкцию здания, так и нагрузки, которым будет подвергаться крыша.

Статьи и страницы ниже предоставят информацию о различных типах кровельных ферм и примерах их использования.

Для тех, кому нужно знать, как построить ферму крыши сарая, самое замечательное в том, что это довольно просто сделать.

Конюшни на столбах — один из лучших способов надлежащего ухода за вашим оборудованием или животными, хотя нанять подрядчика для строительства стойл с нуля может быть дорогостоящим.

Примерно четыре из пяти новых домов в Соединенных Штатах имеют каркас из стропильных ферм.

Крыши с ножничными фермами создают уникальный наклонный потолок внутри конструкции.

Одной из самых простых и экономичных конструкций амбаров является стойбище.

При заказе или покупке кровельных ферм по индивидуальному заказу важно иметь в виду точные размеры и конструкцию.

Чем стальные фермы отличаются от деревянных? Почему одни строители используют стальные фермы, а другие — деревянные? При строительстве здания требуется точная работа.

Традиционно крыши домов обрамляли традиционными стропилами.

Кровельные фермы поддерживают крышу дома или здания.

В зависимости от строящегося архитектурного стиля существует множество различных стилей каркаса стропильных ферм.

Ферма стойки королевы похожа на ферму стойки королевы, но конструкция обычно открыта и имеет два стропила, которые прикрепляются к поперечной балке и удерживающую балку через две вертикальные стойки фермы.

Ферма King Post — один из наиболее распространенных типов стропильных ферм, используемых сегодня в зданиях.

Конструкция стропильных ферм

Выбор стропильных ферм

Архитектурный стиль, типы кровельного материала, способы крепления колонн и относительная экономичность являются основными факторами, влияющими на выбор между тремя основными типами ферм: тетивными, скатными и плоскими. Кроме того, необходимо учитывать высоту и тип боковых и торцевых стен, форму крыши и требования к распоркам.

При прочих равных условиях экономия является главным соображением. Экономия зависит от эффективности использования материала относительно типа и пропорций фермы, а также от трудозатрат на изготовление. Теоретически три основных типа в порядке относительной эффективности: тетива, наклонная и плоская.

Функция фермы заключается в передаче нагрузки от точки приложения к опорам как можно напрямую. Таким образом, для сосредоточенной нагрузки на осевой линии пролета простая А-образная рама является наиболее эффективной.Точно так же, если задействованы только две равные и симметрично расположенные сосредоточенные нагрузки, ферма, подобная типу фермы, будет наиболее эффективной. В обеих фермах нагрузка передается на опору непосредственно через наклонные элементы верхнего пояса без использования элементов перемычки.

Фермы тетивы

Для более или менее равномерных нагрузок, которые обычно предполагаются при строительстве крыши, арка в форме параболы теоретически является наиболее эффективной, поскольку в арке и в стяжном элементе создается только прямое напряжение.Более того, параболической арке не требуется большая секция арки для обеспечения изгибающего момента, а также нет необходимости вводить элементы перемычки для уменьшения величины изгиба. Однако, поскольку большинство конструкций должны выдерживать некоторую несбалансированную нагрузку, желательны элементы перемычки, а дугу окружности проще изготовить, чем параболическую. Таким образом, широко используемая ферма тетивы имеет верхний пояс по дуге окружности и достаточное количество элементов перемычки для сохранения разумных размеров верхнего пояса.

Фермы тетивы обычно анализируются на предмет прямого напряжения, как если бы верхний пояс находился на прямой линии между точками панели.Верхние пояса могут быть клееными-ламинированными (рис. 1) по кривизне или могут быть массивными бревнами, уложенными по кривизне, с распилом их верхних поверхностей до кривизны или без них (рис. 3.2). Изгибающий момент из-за эксцентриситета между точками панели должен учитываться как для изогнутых многослойных элементов, так и для элементов, распиленных до кривизны, если центральная линия элемента не совпадает с предполагаемым направлением осевого напряжения. Если балки расположены вдоль верхнего пояса, этот вторичный изгибающий момент может позволить

, использование стержней меньшего размера, чем у действительно сегментированного верхнего пояса из распиленной древесины.Кроме того, из-за более высоких допустимых единичных напряжений, верхние пояса из клееного пластика и другие элементы из клееного пластика обычно позволяют использовать меньшие размеры. Они также устраняют или уменьшают потребность в уходе за приправами, необходимом для некоторых пил. Однако из-за дополнительных трудозатрат, связанных с ламинированием, они могут быть дороже, чем распиленные элементы.

Верхние пояса, механически скрепленные гвоздями, болтами или и тем, и другим, иногда используются для ферм тетив.Хотя их эффективность меньше, чем у клееных ламинатов или пиленых элементов того же размера, они подходят для использования, если количество гвоздей было спроектировано или определено на основе опыта для обеспечения необходимой прочности построенного верхний раздел. Сечение обычно больше, чем требуется для клееного ламината, но оно также больше подходит для ламинирования в полевых условиях.

Ферма на тетиве может иметь вид плоской или скатной фермы и, таким образом, вероятно, является наиболее гибкой из всех типов фермы.Для таких конструкций надлежащие боковые распорки должны быть предусмотрены для той части изогнутого верхнего пояса, которая не имеет прямой боковой поддержки со стороны каркаса крыши (см. Рис. 3)

Щитовые фермы

Скрученные фермы (рис. 3.4) обладают некоторыми теоретическими преимуществами тетив в том, что часть нагрузки передается на опоры непосредственно через элементы верхнего пояса, и ее не нужно переносить через элементы перемычки. Для средних пролетов верхние пояса скатных ферм имеют экономическое преимущество, так как позволяют использовать пиломатериалы без специального пиления или подгонки по кривизне, а также просты в раскладке и изготовлении.Веб-членство и прочие связи также, как правило, простые. Подобно соединениям тетивы, они намного проще, чем соединения плоской фермы.

Плоские фермы

Плоские фермы (рис. 3.5) менее эффективны, чем скатная или тетива. Они предпочтительны только в том случае, если требуется относительно плоская поверхность крыши, особенно с несколькими пролетами.

Для боковых распорок и соединений колонн они обладают преимуществом обеспечения эффекта распорок, поскольку к колоннам могут быть прикреплены как верхние, так и нижние пояса.При обычных пропорциях ферм напряжения в их элементах перемычки будут значительно выше, чем у скатных ферм или стяжных ферм, а их сеточные соединения более сложны и дороги.

Фермы с приподнятым поясом

Фермы с приподнятыми поясами (рис. 3.6) — это фермы, у которых центральная часть нижних поясов приподнята значительно над уровнем опор. Их часто используют из-за внешнего вида или дополнительного зазора. Типичными примерами являются серповидные фермы типа тетивы, так называемые скатные фермы с выпуклым или приподнятым нижним поясом, использующие системы перемычек Howe, Pratt или Fink, а также ножничные фермы.Если эти фермы не будут проанализированы как арки и прочность или сопротивление горизонтальной осевой нагрузке, обеспечиваемой соответствующим образом на опоре, эффективное соотношение глубины и пролета простых ферм должно сохраняться. Ферму с приподнятым поясом, особенно с пролетами длиной более 50 футов, следует проанализировать на предмет воздействия на стены, вызванного прогибом, и соответствующим образом спроектировать стены или колонны.

В противном случае необходимо предусмотреть специальные опорные детали или каркас стены для уменьшения нагрузки.

Если ферма поддерживается каменной кладкой, осевое усилие из-за прогиба можно минимизировать с помощью анкерных соединений с прорезями.Роликовые опоры на одном подшипнике встречаются редко, за исключением больших пролетов, где считается необходимым более положительное свободное движение. Обеспечение снятия тяги отклонения является наиболее важным во время монтажа; позже ферма будет стабилизирована. Если предполагается, что максимальная вертикальная временная нагрузка и ветер не возникают одновременно, более того, нормальные условия для ветровых нагрузок на опоры часто считаются адекватными для осевой деформации вертикальной нагрузки.

Для ферм, опирающихся на отдельно стоящие колонны с каменными боковыми стенками, хорошо оставить зазор для бокового отклонения между колонной и стеной во время возведения.После первоначального бокового смещения соединения между колонной и стеной могут быть затянуты. Требуемый зазор может быть определен расчетами прогиба, но часто он выбирается произвольно на основе опыта.

Специальные фермы

Есть много других типов ферм, а также комбинации стандартных типов, которые предлагают особые преимущества для особых условий. В целом, все те же рекомендации относительно пропорций, интервалов и других деталей дизайна.Типичными комбинациями являются тетивно-плоские (рис. 3.7а) и скатно-плоские фермы (рис. 3.7б) двухпролетной ширины, что составляет

обеспечивает отвод к наружным стенам. Комбинации перемычек Pratt и Howe часто используются с плоскими фермами. К особым типам относятся обычные зубчатые фермы, консольные фермы и перевернутые фермы.

Неопределенные конструкции, такие как жесткие рамы или непрерывные фермы, не часто используются в древесине. Такие фермы часто создают проблемы с монтажом, которые увеличивают затраты больше, чем экономия материалов.

МАКСИМАЛЬНАЯ КРЫША ФЕРМЫ ПРОЛЕТ

Экономические факторы

Максимальный экономичный пролет любого данного типа деревянной фермы

Расчет стержня 22-метровой стальной фермы крыши

Введение

Нам всем нужна крыша над головой. В настоящее время архитекторы часто используют узор и дизайн крыши для улучшения эстетики и функциональности здания, и очень важно, чтобы инженеры отслеживали и обеспечивали структурную целостность таких кровельных систем.10 декабря 2016 года обрушилась крыша здания церкви в Уйо в штате Аква-Ибом, Нигерия, в результате чего около 60 человек погибли и многие другие получили ранения. Вот почему к подобным конструкциям следует относиться серьезно, особенно при большом пролете.

Кровельные системы с большим пролетом обычно используются в общественных или коммерческих зданиях. Это очень удобно, особенно когда необходимо иметь большую площадь пола. Тем не менее, эффективность ферм при работе с длиннопролетными конструкциями широко признана в сообществе инженеров-строителей, но нет сомнений в том, что чем длиннее пролет, тем сложнее конструкция.

Некоторые основные соображения при проектировании ферм
(1) Конструкция соединения так же важна, как и конструкция стержня. Соединения могут быть сварными, болтовыми или и тем, и другим.
(2) 2D идеализации конструкции обычно достаточно для анализа и проектирования.
(3) В действительности шарнирные соединения практически не соединяются, но использование шарнирных соединений обычно рекомендуется для целей анализа и проектирования.
(4) Фермы могут быть проанализированы как имеющие непрерывные верхние и нижние пояса с закрепленными внутренними элементами.В этом случае нагрузки могут быть приложены в местах, отличных от стыков, с соответствующим изгибающим моментом, соответствующим образом учтенным в проекте.
(5) Обычно важно учитывать выпучивание элементов сжатия в фермах вне плоскости. Тем не менее, прогоны обычно заботятся о верхнем поясе, а распорки могут использоваться для нижнего пояса.

Читайте также…
Проектирование прогонов крыши

(6) Для повышения эффективности конструкции рекомендуется, чтобы отношение пролета фермы к глубине составляло от 10 до 15.
(7) При компоновке стропильных систем более предпочтительно (с точки зрения экономии и эффективности) иметь более короткие элементы в сжатом состоянии, а более длинные — в растянутом.
(8) Сварные соединения имеют больше преимуществ с точки зрения прогиба ферм. В болтовых соединениях возможны смещения провисания, особенно при использовании болтов без предварительного натяга.
(9) В конструкции сжимающих элементов коробление является наиболее критичным.
(10) Когда линии стержня не пересекаются в узле, важно, чтобы момент, возникающий из-за эксцентриситета, был включен в расчет.

Пример проектирования
Структурная схема кровельной системы приведена ниже;

Нам необходимо выполнить проектирование ферм для этого открытого зала длиной 23 метра. Расчетные данные приведены ниже;

Данные
Код конструкции: BS EN 1993-1-1: 2005
Расчетное ветровое давление: 1,5 кН / м 2
Переменная нагрузка = 0,75 кН / м 2

Чтобы сделать этот пост проще и короче, к нему прилагается 29-страничный проектный документ с полным перечнем ссылок для всех ферм в системе крыши.

Щелкните ЗДЕСЬ, чтобы загрузить таблицу расчетов в формате PDF (премиум).

Спасибо, что посетили Structville сегодня, и не забудьте рассказать о нас своим коллегам.

Читайте также …
Практический анализ и проектирование ферм крыши

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

*

*

*