Карнизный узел стропильной фермы

Полезная модель относится к области строительства, в частности к карнизному узлу стропильной фермы треугольного очертания с уклоном верхних поясов, выполненной из тонкостенных стальных профилей П- или С-образного сечений.
Известен узел треугольной фермы пролетом 12 и 18 м для покрытий сельских производственных зданий. Ферма опирается верхним поясом через центрирующую подкладку и опорное ребро на колонну сверху. Опирание стропильной фермы на колонну – шарнирное. Стропильная ферма запроектирована треугольной и раскосной решеткой. Верхние пояса ферм предусмотрены из парных прокатных швеллеров. В уровне верхних полок швеллеров предусмотрены опорные платины для крепления на монтаже прогонов кровли. Все заводские соединения элементов стропильных ферм сварные (см. серия 1.860-1 «Стальные конструкции покрытий сельских производственных зданий», ГОССТРОЙ СССР, листы 9,10, узлы 1,7).
Существует также решение узла с боковым креплением верхнего пояса стропильной фермы к надколоннику. Опирание фермы осуществляется через опорный столик сложной конфигурации. Стропильные фермы запроектированы двускатными с уклоном верхнего пояса 10%, горизонтальным нижним поясом и равномерной треугольной решеткой с нисходящими опорными раскосами. Все заводские соединения элементов ферм сварные (см. серия 1.460.3-23.98 «Стальные конструкции покрытий производственных зданий с уклоном кровли 10%», выпуск 1, ОАО ПИ Ленпроектстальконструкция, 2000 г., л. 40, узел 10).
Наиболее близким аналогом является опорный узел фермы из швеллеров, содержащий восходящий верхний пояс из двух швеллеров или С-образных профилей, ориентированных стенками друг к другу и соединенных на планках, с расположением нижнего пояса из двух швеллеров между швеллерами восходящего верхнего пояса и соединенных на болтах или сварке. Опорный узел снабжен двумя трапециевидными листовыми фасонками или клинообразными объемными фасонками в форме гнутого швеллера переменной высоты, прикрепленными вертикальными плоскостями к полкам швеллеров нижнего пояса фермы и упертыми в стенки или нижние полки швеллеров верхнего  (см. патент RU 2520679 С1, Е04С3/11, Е04В1/58, опубл. 27.06.2014).
Недостатком данного узла является необходимость использования парных профилей, что приводит к использованию дополнительных элементов для обеспечения совместной работы составных профилей. Требуется устройство дополнительных элементов для создания карниза кровли.  Кроме того, передача усилий в поясах предусмотрена не равномерно по сечению в силу размещения болтов в стенке и в нижней полке верхнего пояса. В целом указанные недостатки снижают  несущую способность опорного узла фермы, увеличивают трудоемкость ее изготовления.
Задача полезной модели:
– повышение несущей способности фермы,
– снижение веса и металлоемкости  конструкции и трудоемкости при монтаже.
Результат достигается следующим:
1. Опирание стропильной фермы на колонну осуществляется сверху, через опорный столик.
2. Передача опорной реакции фермы от нижнего и верхнего поясов происходит через опорные фасонки, усиленные ребром жесткости, выполненные из листового проката, прикрепленные на болтах к обоим полкам швеллеров нижнего и верхнего поясов.
3. Карнизными элементами в узле служат: продолжение верхнего пояса и горизонтальная карнизная распорка.
Сущность полезной модели заключается в том, что карнизный узел стропильной фермы, включающий верхний пояс, имеющий карнизное продолжение, нижний пояс, горизонтальную карнизную распорку, фасонки, опорный столик, при этом нижний и верхний пояса выполнены из одиночных тонкостенных стальных профилей швеллерного сечения и соединены фасонкой при помощи болтов, в месте опирания устанавливается на опорный столик из прокатного профиля, усиленного ребрами жесткости.
Технический результат заключается в том, что данное решение позволяет равномерно передать нагрузку от стропильной фермы на колонну, исключить эксцентриситет путем установки опорного столика, снизить усилия в поясах ферм, без дополнительных элементов создать карниз кровли здания, тем самым повысив несущую способность конструкции и уменьшив трудоемкость изготовления.
Установка карнизного узла сверху колоны на опорный столик позволяет обеспечить передачу опорной реакции  через плоскости опорных пластин и монтажные сварные швы.
Полезная модель поясняется чертежами:
фиг. 1 – карнизный узел стропильной фермы;
фиг. 2 – разрез A-A по узлу;
фиг. 3 – разрез B-B по узлу;
фиг. 4 – разрез C-C.
Карнизный узел содержит верхний пояс 1, имеющий карнизное продолжение, и горизонтальный нижний пояс 2 стропильной фермы, выполненной из тонкостенных стальных холодногнутых профилей. Верхний пояс 1 является частью карниза, что позволяет снизить количество типоразмеров элементов конструкции. Верхний пояс 1 и нижний пояс 2 соединяются на опоре фермы фасонкой 3, расположенной в двух плоскостях, представляющей собой пластины из листовой стали, прикрепленной к поясам фермы болтами 4. В месте опирания фермы на колонну 5 предусмотрен опорный столик 6 из профильной трубы, усиленный ребрами жесткости 7. Опора фермы состоит из опорной пластины 10, ответной пластины со стороны фермы 11 и стойки 12. Карниз кровли предусмотрен из продолжения верхнего пояса 1 и горизонтальной карнизной распорки 8, прикрепляемой к фасонке 3 и верхнему поясу 1 болтами 4. На верхний пояс 1, в т.ч. на карнизный участок, опираются прогоны кровли 9.
Карнизный узел работает следующим образом: опорная реакция от колонны передается через оголовок колонны 5 на опорный столик 6 и опорную пластину 10. Ответная пластина со стороны фермы 11 и фасонки 3, усиленные ребром жесткости 7, через болты передают усилие на пояса фермы. Опорные реакции прогонов кровли 9 воспринимаются верхними поясами ферм 1, имеющих карнизное продолжение, и стойкой на опоре фермы 12. Карнизный участок, при этом, образован стержневыми элементами: горизонтальной карнизной распоркой 8, карнизным продолжением верхнего пояса 1, которое обеспечивает достаточную жесткость узла без дополнительных элементов, и позволяет снизить количество деталей конструкции.
Данный опорный узел наиболее рационально использовать в промышленных,  производственных, складских и других зданиях, в покрытиях которых применяются стропильные фермы пролетом от 12 м до 24 м.