АРИАДНА-125130 - исследования в области недвижимости и строительства
Опубликовано: Февраль 11, 2012

ИЗГОТОВЛЕНИЕ СОСТАВНЫХ БАЛОК, ФЕРМ И КЛЕЕНЫХ КОНСТРУКЦИИ

Ранее были рассмотрены конструкции наслонных стропил для обычных жилых и гражданских зданий, где расстояние между стенами или другими опорами для стропил составляет 6-7 м. Если пролет достигает 8-16 м, то для его перекрытия могут быть применены простейшие висячие стропила (см. рис. 144). При дальнейшем увеличении пролета, а также при больших нагрузках на кровлю или перекрытие применение простейших типов Стропил (или балок в перекрытиях) становится невыгодным из-за большого расхода древесины, а иногда и технически невозможным. В этих случаях приходится прибегать к более сложным деревянным конструкциям, состоящим из системы отдельных досок или брусьев (иногда в сочетании с металлическими элементами), соединяемых между собой на шпанках, нагелях и т. п.

Изготовление составных балок, ферм и клееных конструкции

Сложные конструкции бывают пространственными (своды), и плоскими; к последним, наиболее часто применяемым в современном строительстве, относятся составные балки, фермы и арки. В связи с тем, что элементы сложных деревянных конструкций работают с напряжениями, близкими к предельно допустимым, необходимо при изготовлении этих конструкций обращать особое внимание на выбор материалов, тщательно отбраковывая те, которые не отвечают требованиям, указанным в проекте.

Надежная работа конструкции может быть обеспечена лишь в случае точного соблюдения указанных в проекте размеров отдельных элементов, типа и расположения соединительных элементов (гвоздей, шпонок и т. п.), подгонки плоскостей врубок и др.

После того как конструкция будет установлена на место и воспримет полностью или частично проектную нагрузку, она немного прогнется в результате обжатия соединений и деформации самих элементов конструкции. Это провисание компенсируется первоначальным строительным подъемом, и конструкция примет горизонтальное положение. Величина строительного подъема указывается на чертежах конструкций и должна быть строго выдержана при ее изготовлении.

оставные балки могут быть изготовлены на шпонках

Ниже описаны способы изготовления некоторых наиболее часто применяемых в строительстве плоских деревянных несущих конструкций.

Составные балки Деревягина на пластинчатых нагелях. Составные балки могут быть изготовлены на шпонках (см. рис. 121). Однако недостаток этого типа соединений заключается в трудности их механизированного выполнения; при кустарном же изготовлении надежность балок зависит от умения плотника точно и плотно врезать все шпонки. Наиболее совершенной конструкцией составных балок являются балки Деревягина, сплачиваемые при помощи пластинчатых нагелей из твердого дерева, обычно дуба.

Балки Деревягина являются индустриальной конструкцией и достаточно просты в изготовлении; при наличии электродолбеж- ника они могут быть изготовлены на любом стройдворе. Благодаря механизированной выборке гнезд и заготовке пластинок обеспечиваются одинаковые размеры всех гнезд и плотная посадка пластинок.

Балки Деревягина изготовляют обычно длиной не более 6,5 м, но применяют их в перекрытиях, воспринимающих большие нагрузки. В связи с отсутствием рабочих металлических креплений эти балки могут быть применены в фабрично-заводских помещениях, где происходит выделение паров и газов (сернистых и др.), способствующих быстрой коррозии металла.

Пластинчатые нагели ставят по всей длине балки, кроме средней части (примерно 1/5 пролета), где сдвигающие усилия сравнительно невелики.

Балки можно собирать из двух или трех брусьев по высоте; наилучший материал отбирается для нижних брусьев.

Для сборки балок применяют специальный станок (рис. 147), состоящий из бруса 3, вращающегося в гнездах подставок 9.

Для поддержания собираемых балок у концов станка установлены козелки I. На станке собирают одновременно две балки, для чего брусья 7 укладывают на козелки 1.

 Балки Деревягина

В середине пролета балок между их нижними брусьями и поворотным брусом 3 закладывают распорки 6, толщина которых равна величине заданного строительного подъема балок. С помощью хомутов 8 концы собираемых балок попарно стягивают между собой и прижимают к брусу 3, в результате чего балки оказываются изогнутыми на величину строительного подъема. Если при выгибе балок брусья в отдельных местах недостаточно плотно прилегают друг к другу, их дополнительно сжимают в этих местах струбцинами 5. Затем размечают гнезда для нагелей и выбирают их электродолбежником 4 одновременно в двух брусьях. В связи с необходимостью точного соблюдения размеров гнезд ручное их долбление не допускается. Ударами деревянного молотка в подготовленные гнезда забивают дубовые пластинчатые нагели.

При толстых брусьях, когда ход электродолбежника не позволяет выбрать сквозное гнездо, применяют глухие гнезда; пластинки ставят с обеих сторон балки, сдвигая каждую из них относительно другой на половину расстояния между нагелями. В этом случае балки поворачивают на 180°, для чего убирают козелки 1 и, вставив рычаг в скобу 2, повертывают в гнездах брус 3. Затем козелки 1 опять подставляют под балки, размечают балки, долбят гнезда с другой стороны и вставляют нагели. После этого освобождают хомуты и готовые балки вынимают из станка. Вследствие упругости брусьев балка немного выпрямляется, теряя часть строительного подъема и пластинки плотно зажимаются в гнездах. Сборка балок производится звеном из двух плотников 6 и 4-го разряда.

Двутавровые гвоздевые балки с перекрестной дощатой стенкой. Эти балки применяют главным образом в пологих покрытиях с рулонной кровлей при пролетах 8-12 м. В отдельных случаях гвоздевые балки пролетом до 40 м могут применяться при строительстве мостов и других сооружений. Гвоздевые балки просты по конструкции и в изготовлении. Для их стенок могут быть использованы материалы невысокого качества..

 Гвоздевая балка

Недостатком этих балок является невозможность механизации сборки (из-за забивки вручную большого количества гвоздей) и большое количество щелей в перекрестной стенке, что способствует задержанию в ней влаги и создает условия для быстрого загнивания древесины.

Гвоздевая балка (рис. 148) состоит из верхнего 1 и нижнего 2 поясов и стенки 3, зажатой между ними. Пояса делают либо из досок одинакового сечения толщиной 40-60 мм и шириной 150-220 мм либо из брусьев, сечение которых определяется расчетом в зависимости от пролета балки и нагрузки на нее. В промышленных и гражданских зданиях обычно применяют балки с дощатыми поясами; основная область применения балок с брусчатыми поясами - мосты и перекрытия с очень большими нагрузками.

Перекрестная стенка состоит из двух слоев досок толщиной 19-25 мм и шириной не менее 150 мм, наклоненных к нижнему поясу под углом 45°.

Балка имеет ребра жесткости 4, состоящие из прокладок и накладок, устанавливаемые на концах балки и в каждой десятой части ее пролета.

По очертанию балки бывают с параллельными поясами и с наклонным верхним поясом, двускатные и односкатные. Балки с параллельными поясами применяют как элементы междуэтажных перекрытий и крыш; балки с наклонным верхним поясом могут быть использованы только как несущие конструкции крыши.

Полная высота балок с параллельными поясами и односкатных балок в середине пролета, а двускатных в 1/4 величины пролета, принимается не менее 1/9 величины пролета. Высота двускатных и односкатных балок на опоре должна быть не менее 1/2 высоты балки в середине пролета.

Доски стенки между собой и стенку с ребрами сколачивают гвоздями, количество и расстановка которых определяются расчетом. Ребра с поясами связывают на болтах.

При подборе материала для изготовления балок лучший материал предназначают для нижнего пояса; особое внимание обращается на качество накладок и прокладок стыка нижнего пояса, а также досок нижнего пояса в месте стыка. На устройство верхнего пояса можно употребить материал среднего качества. Стенки и ребра жесткости не требуют материала высшего качества и могут выполняться из обрезков при условии соблюдения заданных размеров элементов балки. Требования к качеству досок для стенок сводятся к отсутствию гнили и большого количества сучков, которые могут помешать забивке гвоздей.

Изготовление балок производится на бойке - настиле из досок толщиной 50-60 мм, уложенных по лагам и прибитых к ним гвоздями. Лаги расположены через 0,7-1,0 м. Длина бойка на 1 м больше длины балки. Работу ведет звено из четырех плотников; одного 6-го разряда, одного 5-го разряда и двух 4-го разряда.

Настил бойка должен укладываться по уровню и быть достаточно жестким. Для этого стыки досок настила располагают вразбежку. На бойке в натуральную величину размечают внешние очертания балки, оси ребер и места стыков поясных досок. От нанесенной прямой линии нижнего пояса балки по осям ребер откладывают размеры строительного подъема, указанного на чертеже. По осям ребер жесткости устанавливают доски подкладок и специальные сжимы-займы (рис. 149), в которых в дальнейшем будет производиться сборка балки. Ваймы делают из досок толщиной 50-60 мм с прибитыми по концам упорными брусками.

При расстановке вайм нижние упоры брусков должны располагаться точно по выгнутой линии кромки нижнего пояса.

Для забивки клиньев расстояние между упорными брусками вайм делается больше высоты балки в данном сечении на 50 мм.

Высота упорных брусков вайм равняется толщине балки без накладок ребер жесткости.

Кроме вайм, по осям ребер жесткости устанавливают две дополнительные ваймы. Их ставят на 150-200 мм правее и левее стыков поясных досок. Кроме того, в местах стыков верхнего пояса укладывают доски без упорных брусков.

Сборка балки ведется в следующем порядке. Вначале в ваймы укладывают доски нижнего пояса нижней кромкой по прямой линии, нанесенной на бойке, и доски верхнего пояса на заданном расстоянии от верхних упорных брусков по прочерченной линии. На доски нижнего пояса в месте стыка укладывают стыковую прокладку и прибивают монтажную прокладку. На ваймы между поясными досками укладывают ребра жесткости. После этого приступают к выгибу досок, для чего между верхними упорными брусками вайм и досками верхнего пояса вставляют клинья. При этом доски нижнего пояса также выгибаются и принимают криволинейную форму, прилегая к нижним упорным брускам вайм. После изгиба поясных досок их торцы в местах стыков несколько разойдутся. Для полного и плотного соприкасания торцов необходимо запилить их ножовкой (это легко сделать, так как в месте стыка подложена доска, а не вайма). Для того, чтобы доски поясов не расходились, их закрепляют с торцов дополнительными упорными брусками и клиньями.

Затем приступают к укладке стенки, состоящей из двух рядов досок, расположенных под прямым углом один к другому и под углом 45° к поясам. При укладке досок стенки необходимо следить за тем, чтобы верхняя поверхность первого слоя досок лежала в одной плоскости. Проверка производится с помощью ог- фугованной рейки, накладываемой поперек досок.

После укладки первого слоя досок таким же образом укладывают второй слой.

Сверху стенки укладывают поясные доски, прокладки ребер жесткости, стыковые брусья и стыковые накладки. Затем производят выгибание верхнего слоя поясных досок так же, как и первого слоя, т. е. забиванием клиньев, и приторцовывают доски стыка верхнего пояса. При помощи шаблона размечают и забивают гвозди в пояса и ребра жесткости. Важно, чтобы гвозди при разбивке не попадали в ще.пи Досок или в места болтовых отверстий. Забивать гвозди нужно под прямым углом к поверхности досок.

Одновременно производят укладку и крепление монтажными гвоздями верхних накладок стыков верхнего и нижнего поясов, а также опорных ребер жесткости. Электродрелью просверливают болтовые отверстия и ставят болты.

Затем балку освобождают от заклинки и, повернув на 180°, укладывают на боек для забивки с другой стороны всех гвоздей, предусмотренных проектом. После этого балку устанавливают в вертикальное положение, навинчивают и затягивают гайки болтов. Готовую балку откатывают на катках или переносят краном к месту хранения или монтажа. На верхнем поясе балки с параллельными поясами нужно несмываемой краской сделать надпись «верх», чтобы при монтаже баіка не оказалась перевернутой.

 Сегментная ферма на гвоздях

После изготовления первой балки проверяют соответствие ее рабочему чертежу и лишь затем изготовляют остальные балки.

К точности изготовления несущих конструкций - составных балок, ферм и др. - предъявляются высокие требования. Отклонение от проектных размеров по длине пролета не должно превышать 5 мм для конструкций пролетом до 15 м и 10 мм для конструкций пролетом более 15 м. Соответственно отклонения от проектных размеров по расстояниям между узлами и по высоте конструкций не должны быть больше 2 и 4 мм.

Сегментные фермы на гвоздях. Сегментная ферма на гвоздях (рис. 150) представляет собой ферму с криволинейным (круговым) верхним поясом из гнутых брусков и досок, соединенных гвоздями. Сегментные фермы, как и гвоздевые балки с перекрестной стенкой, являются конструкциями построечного изготовления в связи с наличием большого количества гвоздей, забиваемых вручную. Эти фермы экономичны по расходу лесоматериалов и применяются главным образом для покрытий в промышленных, складских, общественных и других зданиях при пролетах от 15 до 30 м.

Сегментная ферма включает верхний пояс 1, состоящий из двух или трех пакетов гнутых досок или брусков, и нижний пояс 2--из прямых досок. Количество досок нижнего пояса равно числу пакетов верхнего пояса.

Пояса фермы соединяются между собой решеткой, состоящей из раскосов 3 и стоек 4, пропущенных в зазоры между пакетами верхнего пояса и досками нижнего. Особенностью сегментных ферм являются незначительные усилия в стержнях решетки, в связи с чем сечения этих стержней невелики.

Верхний пояс делают обычно из досок или брусков толщиной 5 см, сколачиваемых после гнутья гвоздями. Для того чтобы связать между собой пакеты верхнего пояса, между ними от узла до узла ставят сплошную прокладку и через нее также прошивают пакеты гвоздями с двух сторон. В узлах фермы ставят болтовые стяжки. Стыки брусков верхнего сжатого пояса делают вразбежку с приторцовкой брусков. Доски нижнего (растянутого) пояса соединяют на болтах с применением прокладок и накладок.

Наиболее сложным узлом сегментной фермы является опорный узел. Опорный узел фермы, показанный на рис. 150, выполнен с применением отрезка швеллера. Швеллер, являясь спорой для нижнего и верхнего поясов, закрепляется болтами на прокладках и накладках, которые прикреплены болтовыми нагелями к нижнему поясу.

Изготовление сегментных ферм, как и гвоздевых балок, производится на бойке

Изготовление сегментных ферм, как и гвоздевых балок, производится на бойке (рис. 151).

Помимо описанных выше гвоздевых конструкций, достаточно широко применяются деревянные несущие конструкции, элементы которых соединяются с помощью гладких кольцевых или зубчатокольцевых шпонок, а также смешанные деревянно-металлические конструкции, например фермы, у которых сжатый верхний пояс выполнен из деревянных брусьев с заранее приторцованными концами, а нижний - растянутый - из швеллера, уголков или круглого прута.

 

источник: Плотничные работы в строительстве, Волчанский Р.А. 1959 г.

 



От: Пятницкий А.,  10715 просмотров


-

Скрыть комментарии (0)

UP


Ваше имя:
Комментарий:
Avatar
Обновить
Введите код, который Вы видите на изображении выше (чувствителен к регистру). Для обновления изображения нажмите на него.


Похожие темы



« Вернуться

125130.ru