Расчет деревянной фермы: Расчет деревянной стропильной фермы

Калькулятор расчета деревянной фермы. Деревянные фермы перекрытия: особенности изготовления и использования

В современном промышленном и гражданском
строительстве применяют деревянные
фермы – однопролетные балочные. В
отдельных случаях находят применение
также трехшарнирные арки, составленные
из балочных ферм или клееных блоков.
Деревянные фермы изготовляют из круглого
леса или пиломатериалов — брусьев и
досок. Фермы имеют следующие элементы:
верхний пояс, нижний пояс, решетку
(стойки и раскосы).

Взаимное
сопряжение указанных элементов в узлах
осуществляют при помощи различных
соединений (врубки, нагели, хомуты,
шпонки).

Верхний
пояс балочных ферм при вертикальной
нагрузке, направленной сверху вниз,
работает на сжатие, а нижний — на
растяжение. Усилия в стойках и раскосах
зависят как от направления этих стержней,
так и от расположения нагрузок.

Самыми
ответственными элементами деревянных
ферм являются стержни нижнего растянутого
пояса, на работе которых в большой мере
сказывается вредное влияние неизбежных
в строительной древесине пороков
(сучков, косослоя, трещин), поэтому при
конструировании, отборе лесоматериалов,
изготовлении и наблюдении за фермами
во время их эксплуатации, стержням
нижнего пояса нужно уделять особое
внимание.

С
целью
наиболее рационального использования
достоинств конструктивных материалов,
растянутые элементы деревянных ферм
часто выполняют из стали. Такие фермы
называют металлодеревянными.

По
очертанию наружного контура фермы
подразделяют на: треугольные, прямоугольные
(с параллельными поясами), трапецивидные
или полигональные с наклонным (двускатным
или односкатным) прямолинейным верхним
поясом 1 ,
сегментные и многоугольные (рис.1).

При
равномерной загрузке всей фермы
вертикальной нагрузкой, усилия в стержнях
решетки прямоугольных и пологих (уклон
~1/10) полигональных ферм возрастают от
середины пролета к опорам, а в треугольных
от опор к середине. Характер изменения
усилий в поясах и решетке треугольных,
прямоугольных и полигональных ферм
представлен на рис.2.

Экономичность
ферм определяется прежде всего расходом
древесины и металла, а также трудоемкостью
изготовления и монтажа конструкции.

При
оценке типов деревянных ферм в отношении
расхода древесины необходимо иметь в
виду, что стоимость древесины в большой
мере зависит от степени обработки и
сортамента применяемых лесоматериалов.
Так стоимость окантованных брусьев
почти в полтора раза, досок в 2 раза и
чистообрезных брусьев примерно в 2,5–3
раза выше стоимости круглых лесоматериалов.

Существенное
влияние на расход древесины и металла
может оказать очертание наружного
контура фермы. Теоретически наивыгоднейшим
очертанием контура является такое, при
котором контур фермы приближается к
очертанию эпюры моментов.

При
одних и тех же нагрузках, качестве
лесоматериалов, пролетах и высотах ферм
наиболее легкими, а следовательно, и
требующими наименьшего расхода древесины,
будут сегментные фермы и трехшарнирные
арки из них. Простота конструкции и
экономичность, обусловленные статическими
свойствами сегментных ферм, обеспечивают
широкое распространение этих ферм в
строительстве.

Многоугольные
фермы с ломаным очертанием верхнего
пояса также имеют относительно небольшой
вес и отличаются простотой узловых
сопряжений и экономичностью.

Полигональные
фермы с наклоном верхнего пояса в
1/10-1/5 получаются более тяжелыми, чем
сегментные фермы, но все же значительно
более экономичными, чем фермы прямоугольного
и треугольного очертания.

Наиболее тяжелыми
из всех типов ферм оказываются треугольные
фермы. Их применяют, как правило, для
кровель из материалов, требующих
значительного уклона (черепица, шифер
и т.д.).

Надежность крыши очень важна для дома: это прописная истина. В основе крыши лежат несущие конструкции – стропильные фермы. Их монтаж – работа трудоемкая и ответственная, требующая точного расчета. Следует иметь в виду, что стропильная система должна выдерживать вес не только кровельных материалов, но также утеплителя, обрешетки и атмосферных осадков в виде снега и льда. Учитывая это, в конструкцию стропил закладывается максимально возможная прочность.


Стропильная конструкция собирается из следующих элементов: висячих стропил и наслонных, мауэрлата (продольного бруса), коньковых прогонов, боковых, подкосов, раскосов, диагональных связей. Соединенные друг с другом детали образуют стропильную ферму, представляющую собой треугольник, часто собранный из нескольких треугольников.

Стропильная ферма представляет собой треугольник: это самая жесткая фигура

Несущую часть крыши образует система стропил (так называемые стропильные ноги). Угол, под которым они устанавливаются, соответствует углу наклона кровли. Стропильные ноги опираются на мауэрлат, который уложен на стену: это необходимо для равномерного распределения нагрузки. В вершине соединяются другие концы стропил и подконьковый брус (прогон). Именно здесь будет находиться конек кровли. Интервал между стропилами выбирается в зависимости от материала кровли, от сечения стропил и прочего, обычно это расстояние – от 0,8 до 2 м.

Содержание

Стропила висячие или наслонные: какие лучше

Висячие опираются лишь на наружные стены здания и лишены промежуточных опор. Стропильные ноги этой конструкции испытывают нагрузку на изгиб и сжатие. Стенам передается распирающее усилие, а чтобы его уменьшить, стропильные ноги соединяют деревянной или металлической затяжкой. Располагаться затяжка может у основания стропил и на некотором от него расстоянии. В первом случае она будет являться балкой перекрытия, что часто применяется для сооружения мансардных крыш. Увеличение высоты установки затяжки требует применения более прочного и толстого материала, а также усиления его крепления к стропилам.

Стропильная система состоит из нескольких деталей, надежно соединенных вместе

Наслонные стропила применяются реже: они используются для домов, имеющих в своей конструкции среднюю несущую стену или промежуточные опоры в виде колонн. Крайние их концы опираются на мауэрлат, закрепленный на наружных стенах, а средние – на внутри расположенную опору. Такие стропила испытывают нагрузки только на изгиб. Есть еще одно преимущество такой конструкции: она получается более легкой и дешевой, так как для ее сооружения требуется меньше материалов.

Архитектура дома часто допускает сочетание разных стропильных ферм: в части здания с промежуточными опорами применяются наслонные, а там, где таких опор нет – висячие стропила.

Материалы для изготовления стропил

Стропильные фермы по материалу, примененному для их изготовления, делятся на:

  • деревянные;
  • металлические сварные или собранные с помощью болтовых соединений;
  • монолитные железобетонные.

При выборе материала для изготовления стропил учитывают и назначение постройки, и нагрузки, которые будет должна выдерживать кровля. Кроме вышеуказанных нагрузок, это также может быть следующее оборудование: солнечные батареи, водяные баки, вен

Расчет треугольной деревянной фермы онлайн калькулятор. Деревянные дома и бани на заказ

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.


Конструкция и изготовление ферм

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).

Преимущества и недостатки

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.

Изготовление своими руками

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.

Нельзя усомниться в том, что надежность крыши является одной из важных ее характеристик. В основе данной конструкции лежат стропильные несущие фермы. Их монтаж можно назвать ответственной и трудоемкой работой, которая предусматривает проведение точных должна претерпевать вес укрывных материалов, утеплителя, обрешётки и атмосферных осадков в виде льда и снега. Учитывая все эти факторы, стропилам следует придать максимальную прочность. Изготовить их можно и самостоятельно, однако для этого важно учитывать регион, в котором выстроен дом, а также все его особенности, включая ветровые и снеговые нагрузки. Сюда следует отнести и сейсмичность области застройки.

Конструкция

Деревянные фермы собираются из висячих и наклонных стропил, мауэрлата, коньковых прогонов, подкосов, диагональных связей и раскосов. Соединенные детали образуют стропильную ферму, которая имеет вид треугольника или нескольких треугольников, соединенных между собой. Несущая часть конструкции крыши — это система стропил, которая еще называется стропильными ногами. Угол, под которыми они устанавливаются, соответствует

Деревянные фермы своими руками изготавливаются по технологии, которая предусматривает установку стропил на мауэрлат, расположенный на стене. Это требуется для равномерного распределения веса. В верхней части соединяются концы стропил и прогон, последний из которых называется подконьковым брусом. В этой части располагается конек кровли. Расстояние между стропилами должно определяться характеристиками материала кровли, сечением стропил, а также другими факторами. Данный параметр может изменяться от 0,8 до 2 м.

Что еще необходимо знать о конструкции стропильных ферм

Деревянные фермы, как было упомянуто выше, состоят из стропильных ног. Они должны располагаться параллельно по отношению к скатам, в качестве их задачи выступает исключение прогиба Если речь идет о прогоне, то он выполняется в виде поперечного бруса, который располагается продольно сверху. Для поддержки прогонов стропильной конструкции выступают стойки и лежни. Составляющие подстропильной фермы — это подкосы, именно

3D Расчёт треугольной фермы — онлайн калькулятор

Инструкция для калькулятора расчета треугольной фермы

Введите значения размеров в миллиметрах:

 

X – Длина треугольной стропильной фермы зависит от размера пролета, который необходимо накрыть и способа ее крепления к стенам. Деревянные треугольные фермы применяют для пролетов длиной 6000-12000 мм. При выборе значения X нужно учитывать рекомендации СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции» (актуализированная редакция СНиП II-25-80).

Y – Высота треугольной фермы задается соотношением 1/5-1/6 длины X.

Z – Толщина, W – Ширина бруса для изготовления фермы. Искомое сечение бруса зависит от: нагрузок (постоянные – собственный вес конструкции и кровельного пирога, а также временно действующие – снеговые, ветровые), качества применяемого материала, длины перекрываемого пролета. Подробные рекомендации о выборе сечения бруса для изготовления фермы, наведены в СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции», также следует учитывать СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия». Древесина для несущих элементов деревянных конструкций должна удовлетворять требованиям 1, 2 и 3-го сорта по ГОСТ 8486-86 «Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия».

S – Количество стоек (внутренних вертикальных балок). Чем больше стоек, тем выше расход материала, вес и несущая способность фермы.

Если необходимы подкосы для фермы (актуально для ферм большой протяженности) и нумерация деталей отметьте соответствующие пункты.

Отметив пункт «Черно-белый чертеж» Вы получите чертеж, приближенный к требованиям ГОСТ и сможете его распечатать, не расходуя зря цветную краску или тонер.

Нажмите «Рассчитать».

Треугольные деревянные фермы применяют в основном для кровель из материалов требующих значительного уклона. Онлайн калькулятор для расчета деревянной треугольной фермы поможет определить необходимое количество материала, выполнит чертежи фермы с указанием размеров и нумерацией деталей для упрощения процесса сборки. Также с помощью данного калькулятора Вы сможете узнать общую длину и объем пиломатериалов для стропильной фермы.

Расчет деревянной фермы для крыши

Треугольные деревянные фермы простой конструкции  можно увидеть на изображениях старорусских жилищ. Эта несущая конструкция  отвечает за скат крыши и его поддержание. Шли годы, с появлением более точных измерительных приборов и способов обработки дерева конструкция фермы начала преображаться. Уже в 18 веке при строительстве зодчие использовали специальные расчеты, которые позволяли не только создать ровную и пропорциональную ферму, но и правильно распределить нагрузку. Современные строительные материалы и станки позволяют с точностью до миллиметра изготовить детали будущей треугольной фермы.  При самостоятельном строительстве необходимо правильно рассчитать все основные углы и детали. Для таких подсчетов  предназначен специальный строительный калькулятор, который после проведенных автоматических расчетов выдаст вам не только общий чертеж фермы в масштабе, но и чертежи всех необходимых деревянных стоек с размерами и количеством в штуках.

Чтобы воспользоваться калькулятором, нажмите на картинку ниже:

Как правильно использовать калькулятор

Чтобы правильно использовать калькулятор, необходимо заранее просчитать длину и высоту будущей фермы.  Угол скоса крыши играет немаловажную роль при строительстве фермы. Стоит отметить, что некоторые пользователи измеряют высоту навскидку, и тем самым совершают ошибку.

Для точного расчета калькулятор имеет несколько полей:

1. Масштаб чертежа

Масштаб важен для вывода конечного чертежа. Именно это поле отвечает за то, в каком масштабе готовый чертеж предстанет перед пользователем.

2. Длина и высота фермы

Как и большинство программ для проектирования, калькулятор использует в одной плоскости только две координаты. В данном случае, нам необходимо указать координаты Х и Y. Стоит отметить, что за начало координат берется точка 0, следовательно, необходимо указать максимальную высоту и полную длину  будущего сооружения.

3. Ширина и толщина бруса

В этой строчке указывается тип материала, из которого будет выполнена ферма.  Указывается ширина и толщина  бруса в мм.

4. Количество стоек

В этом пункте требуется указать количество опор, которые будут равномерно расположены по всей длине фермы. Основной функцией подпорок является рассредоточение нагрузки, которая возникает под действием различных сил на крышу. Как правило, для многоэтажных строений и строений, которые заведомо будут постоянно подвергаться нагрузке, эту цифру рассчитывают профессионалы, однако даже для четырехэтажного этажного дома лучшим расположением опоры будет одна опора через каждый метр.

После ввода данных необходимо нажать кнопку «Рассчитать», и, если вам необходим чертеж, поставить галочку в соответствующем пункте. Чертеж можно распечатать или же сохранить в различных форматах.

Похожие записи

Стропильные фермы деревянные:расчет и конструирование, усиление

Стропильные фермы деревянные, через жесткие конструкции которых нагрузка передается на несущие стены строения, пришли к нам из Европы. Расчет и конструирование под каждое здание производится индивидуально. Это не только упрощает устройство крыши и значительно ускоряет процесс, но обеспечивает также отличное качество и прочность.

Решетчатые деревянные фермы сегодня нередко изготавливаются в заводских условиях на деревообрабатывающих предприятиях. Материалом для них служит древесина, соответствующим образом высушенная и заранее обработанная специальными средствами.

Стропильные фермы и балки: что лучше ↑

основные элементы стропильных ферм

Основой крыши любой конфигурации является опорная конструкция, состоящая из прямых сплошных балок, стропил либо стропильных ферм. Первыми можно перекрывать лишь ограниченное по величине пространство, примером могут послужить наслонные стропила в малых постройках. Если же необходимо перекрыть большие пролеты, то приходится использовать либо составные балки, либо различного типа. Обыкновенные фермы образуют размещенные с расчетным шагом (1,5–3,5 м) ребра, поддерживающие обрешетку, поверх которой настилают кровлю. Подъем стропил, равный отношению высоты фермы к ее длине, зависит от таких параметров, как материал покрытия и условия устройства сооружения. Из дерева обыкновенно устраивают для пролетов малых и средних размеров. Их устройство с увеличением пролета значительно усложняется и в подобных случаях более предпочтительны стальные.

Преимущества использования ↑

  • их расчет и проектирование сложнее стропильных или балочных опор, однако они предполагают рациональный расход стройматериалов, поэтому экономически выгодны;
  • использование клееного бруса, обеспечивающий им небольшой вес, позволяет применять конструкции в строениях с легким фундаментом, что приводит к снижению затрат и существенному сокращению сроков возведения дома;
  • в отличие от балочных опорных систем, которые можно использовать на пролетах до 4,5 м, фермы приемлемы для перекрытия пролетов до 30 м;
  • они универсальны и подходят для любого типа крыши, бесчердачного или с чердаком.

Виды стропильных ферм ↑

односкатная

Визуально они похожи на решетку, в которой основная часть в разы больше высоты. По форме это многоугольники, чаще треугольник, или полусфера. Выбор треугольной формы не случаен – она обеспечивает необходимую для конструкции жесткость и неизменяемость. Выполненные в виде набора стержневых треугольников в решетчатой связке они особо эффективны для перекрытия пролетов с большой шириной.

висячая стропильная ферма

Стропильная ферма висячего типа имеет только две, без промежуточных, точки упора, расположенных по краям на стенах. Верхние концы при этом сходятся на коньке кровли. Все концы, и верхние, и нижние работают на сжатие и изгиб. Они практически рассчитаны на пролет между внешними стенами без дополнительных опор на внутренние стены. Это дает возможность после их монтажа использовать пространство под крышей в качестве одной большой сборочной площадки.

Таким образом, внутренние перегородки можно устанавливать, не учитывая местонахождение несущих стен, то есть появляется полная свобода в планировке внутренней части дома. Однако горизонтальное распирающее усиление, которое передается стенам, получается в итоге достаточно большим. Для устранения прогибов и облегчения пояса (перекрытие в 6–9 м) дополнительно используют ригель. Для больших пролетов обычно оснащают бабкой и подкосами.

Параметры расчета ↑

Ни один из элементов такой конструкции не являются случайным. Каждый из них определяется точными инженерными расчетами с учетом всевозможных нагрузок, постоянных, временных и особых.

К первым относят вес самой кровли, обрешетки, к временным, соответственно, нагрузку на стропила от снега, ветра и полезную, если есть таковая. В СниП оговорены определенные положения, касающиеся временных нагрузок:

  • снеговая нагрузка – ее величину принимают из расчета 180 кг/кв.м в горизонтальной проекции. Снеговой мешок, образовавшийся на крыше, может увеличить снеговую нагрузку до 400-500 кг/кв.м. Для кровель с уклоном больше 60° при расчетах во внимание не принимают.
  • ветровая нагрузка – нормативно ее величина определена как 35 кг/кв. м. Рассчитывают ее для кровель с уклоном больше 30°.

Все указанные величины подлежат корректировке с поправкой на климатические условия местности.

Что же касается полезной нагрузки на стропила, ее учитывают, если установлены баки, вентиляционные камеры, подвешены потолки и т. д.

Особенности крепления узлов ↑

Несущую способность конструкций во многом определяют узлы, их надежность. Рассмотрим варианты креплений некоторых узлов в треугольных фермах пролетом:

узлы обычной треугольной фермы с ногами и ригелем

Коньковый узел. Стропильные ноги скрепляют скобами или накладками при помощи гвоздей, в половину дерева.

Соединение ноги и ригеля. Ригель ставят на высоте, равной половине высоты фермы и скрепляют с ногами при помощи болтов и гвоздей.

Опорный узел. Строительные ноги опираются прямо на стены.

Подобная конструкция больше подходит для малых строений с достаточно прочными стенами.

треугольная ферма со стойками и подкосами

Коньковый узел. Крепление ног проводят аналогично, только между ними по середине дополнительно врезают бабку.

Срединный стык. Лучший вариант – закрепление за нижний пояс.

Оси элементов должны пересечься точно над центром подкладки.

Узел необходимо укрепить с помощью стяжного болта.

 с ригелем двумя стойками

Должна быть усилена стойками и откосами.

Коньковый узел выполняют аналогично, а стык нижнего пояса перекрывают при помощи двух накладок на болтах.

Монтаж под- и стропильных каркасов ↑

установка стропильных деревянных ферм

Эти элементы стропильной системы обычно укладывают на весь пролет. Чаще всего их собирают либо на складе, либо прямо у места подъема. В любом случае к подъему их необходимо подготовить, в частности, потребуется временное усиление на время подъема. Дело в том, что элементы конструкции в нормальных условиях и при подъеме или кантовке испытывают противоположные нагрузки. Например, обычно нижний пояс бывает растянут, а при подъеме он сжимается. Чтобы этого избежать проводят усиление при помощи пластин и деревянных бревен, и выполнить его можно двумя способами.

  • Защита от деформации и излома. Поперек к поясам крепят несколько бревен. Рекомендуется устанавливать их в плоскости подвесок и стоек. Подняв ферму из горизонтального в вертикальное положение,усиление снимают.
  • Защита поясов от выпучивания в сторону. Усиление выполняют из горизонтальных труб или бревен. Их попарно прикрепляют к обоим поясам при помощи скруток из отожженной мягкой проволоки или специальных стяжных хомутов. Такое усиление оставляют пока ферма не будет установлена в проектное положение и закреплена прогонами и связями.

Непосредственно монтаж проводят в следующей последовательности.

установка и фиксация

Первыми ставят фронтонные. Их фиксируют при помощи крепежей или гвоздей. Для облегчения выравнивания промежуточных конструкций между торцевыми натягивают веревку.

После установки, каждую промежуточную конструкцию фиксируют к предыдущей ферме при помощи наклонных временных связок, которые необходимы для стабилизации и сохранения интервала между ними. Для этих целей подойдут доски 20х100 мм.

Для большей устойчивости по диагонали скрепляют металлической лентой, соединяя нижний край свеса первой и конек последней.


© 2020 stylekrov.ru

Деревянные фермы. Выбор схемы фермы и её расчет. Ферма

И доски. Для соединения деталей стропил из бруса и бревен используют врубку, а для стропил из досок задействуют болты. Помимо этого, пользуются гвоздями и зубчато-кольцевыми шпонками.

В данное время часто применяются стропильные фермы

с растянутыми стойками, изготовленные из круглого железа. Как правило, они особенно востребованы в случае крупных (от 16-ти метров) пролетов. В подобных случаях величина пролета серьезно затрудняет присоединение деревянных растянутых стоек. В случае же использования модулей со стойками из железа ситуация решается намного легче.

Существенным недостатком деревянных ферм является большая потребность в рабочей силе при их сборке на стройплощадке, даже если все детали приготовлены заблаговременно. Намного легче проходит монтаж ферм из дерева и металла, производимых в заводских условиях. Ниже будут рассмотрены особенности и монтаж стропильных ферм.

Структура стропильной фермы

Выбор схемы и очертаний фермы зависит от целого ряда факторов. Прежде всего это кровля: материал изготовления, уклон, способ сопряжений её элементов и присутствие подвесного потолка (или его отсутствие).

В середине пролёта высота ферм должна быть:

  • полигональных и прямоугольных — от 1/6 h;
  • треугольных — от 1/5 h;
  • сегментных — 1/7 h.

h
— длина пролета.

Использование треугольной стропильной фермы

в сочетании с наклонными стропилами позволяют создавать одно- и двускатные крыши с разными уклонами.

Расчет стропильных ферм.

Что бы увеличить степень устойчивости конструкции ферм

, в особенности их верхнего пояса, обязательно создаются связи. Прогоны, даже скрепленные с нижним и верхним поясами ферм, способны обеспечить хорошую устойчивость фермам только в том случае, если размеры их пролётов не превышают 20 м. Концы прогонов должны быть заанкерены в стенах.

В том случае, если размеры помещения значительны и подвесной потолок отсутствует, все фермы должны быть скреплены между собой попарно вертикальными связями. Такие связи создаются в виде раскосных ферм с 1 м пролётом, из досок. Располагаются связи в плоскости средних стоек.

Если прогоны и обрешетка в некоторой части пролёта отсутствует, то в плоскости верхнего пояса устанавливаются специализированные связи (в том случае, если длина такой части больше 5 м). К примеру, такой вариант возможен при наличии фонаря. То же самое касается и случая, когда прогоны опираются на надстройку, а не прямо на ферму.

Такими вертикальными связями оптимально также скреплять между собой фермы ставя их через 1 пролёт. Они состоят из деревянных элементов (выточенных продольно), которые располагаются в узлах фермы, и из стальных тяжей или дощатых раскосов.

Конструктивные решения простых треугольных ферм. Конструкция стропильных ферм.

  • Коньковый узел (соединение стропильных ног в районе конька)

    Стропильные ноги скрепляются скобами или накладками с гвоздями, в половину дерева.

  • Соединение повышенной затяжки (ригеля) и стропильной ноги

    Затяжка ставится на высоте, в половину меньшей высоты фермы. Скрепляется со стропильными ногами болтами или гвоздями. Использование такой технологии возможно лишь при высокой устойчивости стен, связанных чердачными балками, т.к. из-за изгиба ног в месте сопряжения их с ригелем, в стропилах может возникнуть распор, который. впоследствии, передастся на стены.

  • Опорный узел (соединение стропильной ноги и мауэрлата)

    Концы стропильных ног следует опереть прямо на стены.

  • Стропильные ноги
  • Ригель (повышенная затяжка) из парных досок

  • Коньковый узел (соединение стропильных ног в районе конька)

    Стропильные ноги скрепляются скобами или накладками с гвоздями, в половину дерева.

  • Соединение повышенной затяжки (ригеля) и стропильной ноги

    Затяжка ставится на высоте, в половину меньшей высоты фермы. Скрепляется со стропильными ногами болтами или гвоздями. Использование такой технологии возможно лишь при высокой устойчивости стен, связанных чердачными балками, т.к. из-за изгиба ног в месте сопряжения их с ригелем, в стропилах может возникнуть распор, который, впоследствии, передастся на стены.

  • Опорный узел

    Под концы стропильных ног подводятся «шпалы», для того, чтобы распор мог передаваться сразу на потолочные балки. Кроме того, между шпалой и ногой монтируются специальные подкосы, а так же – колодка. Для уменьшения прогиба потолочных балок, возникающего под воздействием дополнительной нагрузки, оказываемой через подкос, колодка укладывают как можно ближе к опорам балок.

  • Стропильные ноги
  • Ригель (повышенная затяжка)
  • Потолочный брус
  • «Шпала»
  • Колодка
  • Подкос

  • Коньковый узел
  • Опорный узел

    Стропильная нога опирается на горизонтальную затяжку методом лобовой (ортогональной) врубки. Что бы обезопасить ферму от разрушений при деформации, узел укрепляется специальным стяжным болтом. Чтобы затяжка не могла повредиться, а так же во избежание изгибающих моментов, оси основных элементов должны пересекаться точно над серединой подкладки.

  • Срединный стык

    Устраивается по необходимости. Перекрывается двумя накладками на болтах. Если в постройке запланирован подвесной потолок, то нагрузка от него распределится через прогон по коньковому узлу фермы.

  • Стропильные ноги
  • Горизонтальная затяжка
  • Стойка (бабка)

Для того что бы уменьшить изгиб и облегчить пояс в случаях когда в пролёты имеют длину 6-9 м, в ферме с затяжкой устанавливают дополнительный ригель. В подобных конструкциях он выполняет сжимающую функцию, то есть – ноги стропил — сжимаются, а затяжка, наоборот — растягивается. Самое большое усилие возникает, как правило, именно в ригеле, в случае же когда нагрузка односторонняя, ригель может существенно уменьшить прогиб стропильной ноги, тем самым перекладывая часть нагрузки на другую стропильную ногу (она изгибается вверх и тем самым начинает принимать участие в сопротивлении прогибу стропильной ноги).

Такие фермы изготавливаются чаще всего из брусьев и брёвен на врубках или из досок с применением гвоздей. В фермах же из досок и гвоздей верхний пояс легко может быть изготовлен из одной доски, а ригель и затяжки — из двух. В опорном узле доск

Деревянные фермы. Выбор схемы фермы и её расчет

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ.

В современном  промышленном и гражданском
строительстве применяют деревянные фермы – однопролетные балочные. В отдельных
случаях находят применение также трехшарнирные арки, составленные из балочных
ферм или клееных блоков. Деревянные фермы изготовляют из круглого леса или
пиломатериалов — брусьев и досок. Фермы имеют следующие элементы: верхний пояс,
нижний пояс, решетку (стойки и раскосы).

Взаимное сопряжение
указанных  элементов в узлах осуществляют при помощи различных соединений (врубки,
нагели, хомуты, шпонки).

Верхний пояс балочных ферм
при вертикальной  нагрузке,  направленной сверху вниз, работает на сжатие, а
нижний — на растяжение. Усилия в стойках и раскосах зависят как от направления 
этих стержней, так и от расположения нагрузок.

Самыми ответственными
элементами деревянных ферм являются стержни нижнего растянутого пояса, на
работе которых в большой мере сказывается вредное влияние неизбежных в
строительной  древесине пороков (сучков, косослоя, трещин), поэтому при
конструировании, отборе лесоматериалов, изготовлении и наблюдении за фермами во
время их эксплуатации, стержням нижнего пояса нужно уделять особое внимание.

С целью  наиболее рационального использования  достоинств конструктивных
материалов, растянутые элементы деревянных ферм часто выполняют из стали. Такие
фермы называют металлодеревянными.

По очертанию наружного
контура фермы подразделяют на: треугольные, прямоугольные (с параллельными
поясами), трапецивидные или полигональные с наклонным (двускатным или односкатным)
прямолинейным верхним поясом[1],
сегментные и многоугольные (рис.1).

При равномерной загрузке
всей фермы вертикальной нагрузкой, усилия в стержнях решетки прямоугольных и
пологих (уклон  ~1/10) полигональных  ферм возрастают от середины пролета к
опорам, а в треугольных от опор к середине. Характер изменения усилий в поясах 
и решетке треугольных, прямоугольных и полигональных ферм представлен на рис.2.

Экономичность ферм
определяется прежде всего расходом древесины и металла, а также трудоемкостью
изготовления и монтажа конструкции.

При оценке типов деревянных
ферм в отношении расхода древесины  необходимо иметь в виду, что стоимость
древесины в большой мере зависит от степени обработки и сортамента применяемых
лесоматериалов. Так стоимость окантованных брусьев почти в полтора раза, досок
в 2 раза и чистообрезных брусьев примерно в 2,5–3 раза выше стоимости круглых
лесоматериалов.

Существенное влияние на
расход древесины и металла может оказать очертание наружного контура фермы.
Теоретически наивыгоднейшим очертанием контура является такое, при котором
контур фермы приближается к очертанию эпюры моментов.

При одних и тех же
нагрузках, качестве лесоматериалов, пролетах и высотах ферм наиболее легкими, а
следовательно, и требующими наименьшего расхода древесины, будут сегментные
фермы и трехшарнирные арки из них. Простота конструкции и экономичность, обусловленные
статическими свойствами сегментных ферм, обеспечивают широкое распространение
этих ферм в строительстве.

Многоугольные фермы с
ломаным очертанием верхнего пояса также  имеют относительно небольшой вес и
отличаются простотой узловых сопряжений и экономичностью.

Полигональные фермы с
наклоном верхнего пояса в 1/10-1/5 получаются более тяжелыми, чем сегментные
фермы, но все же значительно более экономичными, чем фермы прямоугольного и
треугольного очертания.

Наиболее тяжелыми из всех типов ферм
оказываются треугольные фермы. Их применяют, как правило, для кровель из
материалов, требующих значительного уклона (черепица, шифер и т.д.).

2. ВЫБОР СХЕМЫ  ФЕРМЫ. 
ОСНОВНЫЕ  ПРЕДПОСЫЛКИ К ПРОЕКТИРОВАНИЮ.

В студенческом курсовом
проектировании обычно используются два  типа ферм – треугольная ферма и пологая
полигональная ферма (рис.3).

90000 Design and Calculation of Formwork Requirement of Slabs 90001
90002
90003 Formworks are structures to used to support and hold fresh concrete in place in order to obtain the desired shape prior to setting, curing, and hardening. Formwork is usually temporary (struck from concrete after curing) or permanent. Normally, formwork is designed to support load from fresh concrete (including static pressure), their self weight, live load from working personnels, and load from other equipment. 90004 90004 90004 90007 90003 A typical formwork configuration for floor slabs is shown in the figure below; 90007
90010
90011
90003 In Nigeria, the standard given below works for normally proportioned reinforced concrete slabs.90007
90003 90015 Sheathing 90016 — 20mm thick marine plywood 90004 90015 Joists 90016 — 200mm deep wooden H-beams spaced at 600 mm c / c 90004 90015 Stringers 90016 — 200mm deep wooden H-beams spaced at 1000 mm c / c 90004 90015 Shores 90016 — Steel props spaced at тисячі mm c / c 90007

90003 For low cost construction, the following can be used; 90007
90003 90015 Sheating 90016 — 25mm thick wooden planks 90004 90015 Joists 90016 — 2 «x 3» wood (50mm x 75mm) spaced at 400mm c / c 90004 90015 Stringers 90016 — 2 «x 4» wood (50mm x 100mm) spaced at 600 mm c / c 90004 90015 Shores 90016 — Bamboo wood spaced at 600 mm c / c 90007 90003 It is usually interesting to compare the cost of using these two alternatives, but that will be a post for another day.90007
90003 Now having known how to arrange formwork for floor slab, the next phase is to determine how to place your order of materials. We will use a typical example to show how it is done. 90007
90003 The first floor plan of a building is as shown below. We are to determine the formwork requirement of the floor slab. We will be neglecting the floor beams in this calculation. 90007

90003 On studying the drawing, 90004 Length of longer side of building = 16.120 m 90004 Length of shorter side of building = 12.530 m 90004 Therefore, gross area of ​​building = 201.9836 m 90052 2 90053 90007
90003 Area of ​​openings (lift and staircase) = 18.21 m 90 052 2 90053 90007
90003 Therefore net area of ​​slab = 201.9836 — 18.21 = 183.7736 m 90052 2 90053 90007 90003 90015 Marine Plywood Requirement 90016 90004 Area of ​​each marine plywood = 2.4m x 1.2m = 2.88 m 90052 2 90053 90007
90003 Number of marine plywood required = 183.7736 / 2.88 = 63.8 90004 Therefore, supply 64 pieces of (2.4m x 1.2m) marine plywood (no allowance for wastage) 90007
90003 If plank were to be used; 90004 Area of ​​one plank = 3.6m x 0.3m = 1.08 m 90052 2 90053 90004 Therefore, supply 183.7736 / 1.08 = 171 pcs of (1 «x 12» x 12 ‘plank) 90007
90003 90015 Floor Joist Requirement 90016 90004 Length of wooden H-beam = We normally have variety of 3.9 m or 2.9 m 90004 Considering the longer side of the building; 90007
90003 Number of H-beam required per line = 16.12 / 3.9 = 4.13 No 90004 We can therefore say, provide 4 No of 3.9m H-beam and 1 No of 2.9m H-beam per line (there will be projections though, and appropriate considerations should be made on site) 90007
90003 Spacing = 600mm 90007
90003 Therefore number of lines required = 12.53 / 0.6 + 1 = 22 lines 90007
90003 Hence provide; 90004 3.9m H-beam = 4 x 22 = 88 pieces 90004 2.9m H-beam = 1 x 22 = 22 pieces 90007
90003 90097 If it were to be that 2 «x 3» wood will be used; 90098 90004 Supply length of 2 «x 3» wood in Nigeria = 3.6m 90007
90003 Number of 2 «x 3» wood required per line = 16.12 / 3.6 = 4.47 pcs 90004 At a spacing of 400 mm, we have 12.53 / 0.4 + 1 = 33 lines 90007
90003 Therefore number of 2 «x 3» wood required for floor joists = 4.47 x 33 = 148 pieces 90007

90003 90015 Stringer Requirement 90016 90004 We will also be using wooden H-beams for stringers.This will run parallel to the shorter side of the building; 90007
90003 Number of H-beam required per line = 12.53 / 3.9 = 3.21 90004 We can therefore say, provide 3 No of 3.9m H-beam and 1 No of 2.9m H-beam per line 90007
90003 Spacing = 1000mm 90007
90003 Therefore number of lines required = 16.12 / 1.0 + 1 = 17 lines 90007
90003 Summarily provide; 90004 3.9m H-beam = 3 x 17 = 51 pieces 90004 2.9m H-beam = 1 x 17 = 17 pieces 90007
90003 90015 Shoring Requirement 90016 90004 Steel acrow props will be used for the shoring; 90004 Spacing = 1m c / c 90007
90003 Number required on the longer side = 16.12/1 + 1 = 17 pcs 90004 Number required on the shorter side = 12.53 / 1 + 1 = 14 pcs 90007
90003 Acrow props required = 17 x 14 = 238 pieces 90007
90003 Number of props required in the lift and staircase area 90004 Length of lift area and staircase area = 5.055m (6 props) 90004 Width of lift and staircase area = 3.60m (5 props) 90004 Number of props that would have been in lift area = 5 x 6 = 30 pieces 90007
90003 Therefore, the total number of acrow props required = 238 — 30 = 208 pieces 90007
90003 90015 Formwork summary for floor slab; 90016 90007
90144
90145 Marine ply wood = 64 pieces 90146
90145 3.9m H-beam = 88 + 51 = 139 pieces 90146
90145 2.9m H-beam = 17 + 22 = 39 pieces 90146
90145 Acrow Props = 208 pieces 90146
90153
90003 Note that all these materials can be hired because they are very reusable. This is one of the advantages. For instance, marine plywood can be used 8 times before it gets damaged, and wooden H-beams (joists) are very durable for a long period of time provided they are well handled and protected from long exposure to moisture. 90007
90003 I hope you found this piece of information helpful.Thank you for visiting Structville today and God bless you. Kindly contact [email protected] and find out how we can be of help to you. 90007

.90000 Chapter 2 — Truss Book 90001
90002 Eight of the approximately 20 de Burgh Truss timber bridges built between 1900 and 1905 remain in 2018. Difficulties with the Allan Truss bottom chords and the fact that materials other than timber had become increasingly available, as well as economy, drove the design of these bridges. 90003
90002 Ernest de Burgh joined the Public Works Department on survey and construction work in тисячі вісімсот вісімдесят п’ять and went on to design and superintend the construction of bridges throughout 90005 NSW 90006.After ten years as supervising bridge engineer, de Burgh was chief engineer for bridges from 1901-1903. 90003
90002 A primary reason for the new design was that, despite Allan’s attention to detail and significant innovations, in almost every case the timber bottom chord had been the first member of the Allan Truss to fail, and being in tension it was difficult to replace. As well, the lower chord timbers had to be of the best quality Ironbark but the extensive timber export trade made this difficult to obtain and increasingly expensive.39 90003
90002 The geometry of the new de Burgh Truss was based on the Pratt Truss, not the Howe Truss that Percy Allan had used (see Figure 2.12). Then chief engineer for bridge design, Allan signed a number of drawings on the same day — 2 April 1896 — showing early forms of Pratt trusses applied to 90005 NSW 90006 bridges (for an example see Figure 2.38). These designs were alternatives for a bridge over the Hunter River at Morpeth and one over the Turon River at Wallaby Rocks, but the Allan Truss was found to be cheaper to build at both places.The depth of the truss was the main structural difference between the early form of Pratt Truss signed by Allan and the later de Burgh Truss. The 1896 design was 10 feet (3 m) deep for the 90 feet (27.4 m) span, while the standard de Burgh Truss is 13 feet (4 m) deep for the 91 feet (27.7 m) span, a considerable improvement in efficiency . The 1896 designs also reverted to diagonal decking, and had the cross girder hung beneath the bottom chord rather than above, as well as other details that would probably have proved problematic had they been built.Nevertheless, these designs formed the basis of a much improved de Burgh Truss. 90003
90002 Within three years though, the shortage of bottom chord timbers and de Burgh’s design improvements made his de Burgh Truss more economical than the Allan Truss. Reporting on the first of the new bridges being built over the Queanbeyan River in 1899 de Burgh explained: 90003
90002 This bridge is rapidly nearing completion, and is of considerable interest, as, with the exception of the bridge over the Lachlan River at Cowra, it is the first in which the composite form of truss has been used in New South Wales, and also because the Pratt style of truss, with vertical posts and inclined tension members, has been adopted, 90017 in lieu 90018 of the Howe type, in order to obtain a stiff cross-section.The superiority of steel over timber in tension, and the great cost of replacing the timber chords, which, from their position, are the first portion of the truss to decay, points to a great economy in maintenance being effected by the use of this type for important bridges.40 90003
90002 While all five types of the 90005 NSW 90006 timber truss bridges are composite trusses, as they all contain timber primary compression members and metal primary tension members, the de Burgh Truss and the later Dare Truss extend this principle further than the first composite truss, the American Howe Truss.All of their primary tension members are metal, an idea first introduced by John McDonald. 90003
.90000 Manufacture Good Quality Truss Calculations Spigot Truss For Easy Carry 90001
90002 90003 manufacture good quality truss calculations spigot truss for easy carry 90004 90005 90002 90005 90002 90005 90002 90005 90002 90005 90002 90005 90002 Round truss decoration: 90005 90002 90005 90002 90005 90002 Stage lighting truss system: 90005 90002 90005 90002 90005 90002 90005 90002 90003 90032 Special design truss system 90033 90004 90005 90002 90005 90002 90005 90002 90003 90032 Roof truss project from our factory: 90033 90004 90005 90002 90005 90002 90005 90002 90005 90002 90003 90032 Our truss project in Guangzhou Exhibition: 90033 90004 90005 90002 90003 90032 90033 90004 90005 90002 90005 90002 90032 90003 Features of truss calculations: 90004 90033 90005 90002 90005 90002 1.High quality with factory price 90005 90002 2.Easy to assemble and dismantle 90005 90002 3.Lightweight but strong, portable and deluxe 90079 4.Heavy loading capability 90005 90002 5. 6082-T6 material 90005 90002 90005 90002 90032 90003 Specifications of truss calculations: 90004 90033 90005 90002 90005 90093 90094 90095 90096 Type 90097 90096 stage truss 90097 90100 90095 90096 Raw material 90097 90096 6082-T6 90097 90100 90095 90096 Shape 90097 90096 Ladder, triangle, sqaure, round, arc and anomalistic truss 90097 90100 90095 90096 Color 90097 90096 Silver 90097 90100 90095 90096 Certificate 90097 90096 TUV 90097 90100 90095 90096 Warranty 90097 90096 10 years 90097 90100 90095 90096 Length 90097 90096 0.5m, 1m, 1.5m, 2m, 2.5m, 3m, 3.5m, 4m 90097 90100 90095 90096 Packing 90097 90096 Carton 90097 90100 90095 90096 Customization 90097 90096 available 90097 90100 90149 90150 90002 90005 90002 90005 90002 90032 90003 Dimension: 90004 90033 90005 90002 90005 90002 1. 90032 Spigot truss 90033: 220x220mm, 230x230mm, 290x290mm, 390x390mm, 520x520mm; 90079 2. 90032 Bolt truss: 90033 100x100mm, 150x150mm, 200x200mm, 250x250mm, 300x300mm, 350x350mm, 400x400mm, 450x450mm, 400x600mm, 500x500mm, 500x600mm, 520x760mm, 600x760mm, 760x910mm; 90005 90002 90005 90002 90032 Shape: Ladder truss, triangle truss, sqaure truss, round truss, arc and anomalistic truss.90033 90005 90002 90005 90002 90005 90002 90003 Our other products for event: 90004 90005 90002 90003 90004 90005 90002 90005 90002 90005 90002 90005 90194 90005 90002 90032 90003 About us: 90004 90033 90005 90002 Rack in the cases ltd. 90005 90204 90205 The RK (Rack in the cases ltd.) Is a world leading show and performances equipment supplier and system solutions enterprise.90206 90205 Our main products include flight cases, portable stages, truss, pipe and drape, sports bleacher and related equipment. 90206 90205 RK is not only a manufacturer, but also a professional provider who can offer customers all kinds of solutions. 90206 90205 RK has provided advanced solutions for clients in over 100 countries and regions in performances, shows and exhibitions and other large-scale events. 90206 90213 90002 90005 90002 90005 90002 90005 90002 90005
.