ДЕРЕВОМЕТАЛЛИЧЕСКАЯ ПРОСТРАНСТВЕННАЯ ФЕРМА

Полезная модель относится к строительству, а именно к строительным конструкциям, и может быть использована при возведении покрытий большепролетных зданий, преимущественно зрелищного назначения.
Известна конструкция треугольной фермы с ломаным нижним поясом и раскосной решеткой большепролетного покрытия искусственного катка, включающая деревянный верхний и стальной нижний пояса, стойки и раскосы, соединенные между собой в узлах верхнего и нижнего поясов. По фермам уложены прогоны (Кормаков Л.И., Валентинавичус А.Ю. Проектирование клееных деревянных конструкций. - Киев: Будивельник, 1983, с.62-64, рис.30)
Недостатками данной фермы является то, что ее узлы выполнены неразъемными, плоская конструктивная схема вызывает необходимость устройства дополнительных горизонтальных крестовых связей для обеспечения пространственной жесткости, прогонное решение кровли является многодельным и требует больших трудозатрат на монтаже. Кроме этого, фермы монтируются целиком, что при пролетах более 12,0 м требует специального кранового оборудования и специальных систем раскрепления конструкции в период монтажа.
Техническим результатом, получаемым от использования полезной модели, является обеспечение сборно-разборности фермы, снижение расхода материала на покрытие и трудозатрат на монтаже, повышение надежности и долговечности.
Указанный технический результат достигается тем, что в деревометаллической пространственной ферме, включающей верхний пояс из клееных ребристых плит, деревянные сжатые стойки, стальные растянутые трубчатые раскосы и нижний пояс, поперечные диафрагмы, соединенные между собой в узлах верхнего и нижнего поясов, все узлы выполнены разъемными, за счет того, что в узлах нижнего пояса фермы применены соединительные элементы из круглой стали с гнездами, снабженными резьбой для крепления стальных трубчатых элементов с помощью болтов, а в узлах верхнего пояса использованы пластины и сварные вкладыши для передачи усилий на торцы клееных ребристых плит. Кроме этого, в деревометаллической пространственной ферме в узлах верхнего пояса для передачи усилий на торцы клееных ребристых плит использованы пластины с переменной изгибной жесткостью, исключающие концентраторы напряжений в древесине.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 показан продольный разрез деревометаллической пространственной фермы, на фиг.2 - поперечный разрез А-А с фиг.1, на фиг.3 - конструкция узла 1 на фиг.1, на фиг.4 - разрез Б-Б по узлу 1, на фиг.5 - конструкция узла 2 на фиг.1, на фиг.6 - разрез В-В по узлам 2, 5, на фиг.7 - конструкция узла 3 на фиг.1, на фиг.8 - разрез Г-Г по узлам 3, 4, на фиг.9 - конструкция узла 4 на фиг.1, на фиг.10 - конструкция узла 5 на фиг.1, на фиг.11 - конструкция соединительного элемента, на фиг.12 - конструкция сварного вкладыша.
Деревометаллическая пространственная ферма включает верхний пояс из клееных ребристых плит 1, деревянные сжатые стойки 2, стальные растянутые трубчатые раскосы 3 и нижний пояс 4, поперечные диафрагмы 5.
Сборно-разборные узлы фермы выполнены при помощи деталей с переменной изгибной жесткостью 6, стальных накладок 7, вклеенных
стержней 8, соединительных элементов 9 из круглой стали с гнездами снабженными резьбой для крепления растянутых элементов 3, 4 с помощью болтов 10, сварных вкладышей 11.
Сборку фермы производят в следующем порядке:
- на временные монтажные опоры поднимают заранее изготовленные клееные ребристые плиты 1 верхних поясов в положение, соответствующее геометрической схеме фермы;
- устанавливают в проектное положение детали с переменной изгибной жесткостью 6 стальные накладки 7, сварные вкладыши 11, используя, при необходимости, монтажные гвозди;
- к стальным накладкам 7 крепят соединительные элементы 9;
- выполняют крепление к сварным вкладышам 11 стоек ферм 2, предварительно при помощи болтов 10 присоединив к их нижним торцам соединительные элементы 9;
- устанавливают в проектное положение раскосы 3 и элементы нижнего пояса 4, прикрепляя их к соединительным элементам 9 при помощи болтов 10;
- монтируют диагональные тяжи поперечных диафрагм 5, осуществляют натяжение растянутых элементов системы болтами 10;
При необходимости конструкция узлов фермы позволяет выполнить ее демонтаж и монтаж на новом месте строительства, а также осуществлять монтаж отдельными блоками, длина которых не превышает 12,0 м, что делает использование типовой такелажной оснастки.
Верхние пояса фермы из клееных ребристых плит позволяют обеспечить совмещение несущих и ограждающих функций и жесткость фермы в горизонтальном направление, что позволяет отказаться от устройства горизонтальных связей в покрытии, сократить расход материалов и
трудозатраты на монтаже, исключить необходимость временного раскрепления ферм в период монтажа.
Предлагаемая конструкция деревометаллической пространственной фермы, в сравнении с вышеназванным прототипом, позволяет на 15...20% сократить расход материалов на покрытие, в 1,6...2,0 раза, сократить трудозатраты на монтаже, что подтверждается результатами проведенного технико-экономического сравнения.
Применение в узлах верхнего пояса для передачи усилий сжатия на торцы клееных ребристых плит деталей с переменной изгибной жесткостью обеспечивает повышение надежности и долговечности фермы, т.к. позволяет избежать возникновения значительных концентраторов нормальных и скалывающих напряжений в древесине, что неизбежно в типовых решениях узлов, выполненных при помощи жестких штампов (смотри, например, там же, рис.30, узел А). Изменение изгибной жесткости деталей обеспечивается посредством изменения ее очертания в плане.