Введение

Дерево в качестве строительного материала применяется с древнейших времён. Этому способствовало наличие лесов, лёгкость обработки и транспортировки деревянных элементов к месту строительства. Древесина обладает хорошими конструкционными качествами — значительной прочностью и упругостью при сравнительно небольшой массе. В развитии деревянных конструкций произошли изменения. Разработаны их новые виды, методы расчёта и проектирования, а также способы изготовления.

Цель изучения курса «Конструкции из дерева и пластмасс» состоит в том, чтобы будущий специалист приобрел знания в области применения в строительстве деревянных конструкций, использования методов расчета, конструирования и контроля качества конструкций различных типов.

Настоящее учебное пособие подготовлено согласно строительным нормам «Деревянные конструкции», новым стандартам «Деревянные клеёные и цельнодеревянные конструкции. Методы проектирования и расчёта», «Деревянные клеёные конструкции несущие. Общие технические требования». В пособии даны теоретические сведения, а также рекомендации по проектированию и расчету сквозных деревянных конструкций — ферм, необходимые для выполнения курсового проекта и подготовки к экзамену студентам специальностей 270102 «Промышленное и гражданское строительство» и 270114 «Проектирование зданий».

1. Общие вопросы проектирования деревянных ферм

Конструкции, состоящие из поясов и связывающих их решёток, называют сквозными. Решётка состоит из отдельных стержней — раскосов и стоек. Применение решётки вместо сплошной стенки уменьшает расход материала на конструкцию. Однако, в отличие от сплошных плоскостных конструкций, в сквозных конструкциях много узловых соединений, которые требуют специальных средств соединения.

При эксплуатации в условиях повышенной агрессивности среды сквозные деревянные конструкции не рекомендуют к применению, т.к. на открытых горизонтальных поверхностях элементов конструкций накапливается много агрессивной пыли, которая, соединяясь с влагой в воздухе, образует кислоты и щёлочи, приводящие к разрушению древесины. Применение сквозных плоскостных конструкций с клееными элементами большого сечения и длины сокращает число элементов и узлов в конструкции и повышает их огнестойкость. Высокая стоимость клееной древесины и конструкций из них, а также необходимость мощной индустриальной базы для производства клееных деревянных конструкций делает целесообразным использование брусчатых сквозных конструкций со сравнительно большими сечениями брусьев.

Сквозные деревянные конструкции применяют, как правило, в статически определимых системах как в отношении опорных закреплений, так и решения решётки. Вследствие податливости применяемых в деревянных конструкциях соединений, а также деформации древесины от сушки и увлажнения в статически неопределимых системах может произойти перераспределение усилий в элементах сквозных конструкций вплоть до изменения знака действующих усилий. В современном строительстве наиболее широко применяют фермы сегментные, с криволинейным клееным верхним поясом, многоугольные и треугольные. Фермы с разрезным и неразрезным поясами рассчитывают по деформированной схеме с учётом податливости узловых соединений. Усилия в элементах ферм определяют в предположении шарнирности узлов [1, 2].