[Andrey-krd-ptz]

Здравствуйте!

Занимаемся с напарником строительством частных домов в Краснодаре, в основном с деревянным каркасом. Возникла мысль попробовать строить небольшие склады или ангары, тоже из дерева, но с условием, что все конструкции изготавливаются на объекте из доски и бруса, силами наших плотников (привезти из Карелии хороший пиломатериал - проблем нет).

Вспомнил универ, начитался ( .../насчитался) пособий и учебников, но технологичного построечного узла для фермы из цельного бруса как-то не обнаружил. Лобовая врубка - нормальная вещь, но с растянутыми раскосами тоже непросто из-за нехватки места для нагелей в поясах. Вклееные стержни, клеевые шайбы, МЗП и т.п. - явно не для стройки.

Вот пришло в голову сделать универсальный узел с металлическими накладками, чтобы он передавал на пояса нагрузку от растянутого раскоса не через нагеля, а через противоположную плоскость пояса, а сжатый раскос крепить, чисто конструктивно, так же. Рисунок приложил. В таком варианте на стройплощадке сделать несложно, ну а с учётом "повышенной" аккуратности рабочих можно строительный подъём организовать не 1/200 L, а 1/150 L, например.

То, что 20 кг металла в узле дороже двух зубчатых пластин - понятно, но брусчатые фермы можно ведь ставить с бОльшим шагом, чем дощатые на МЗП. Да и продаются готовые конструкции не по цене материала.

Хотелось бы услышать мнение профессионалов о жизнеспособности такой конструкции, так как знакомых инженеров в Краснодаре, кто бы мог дельно покритиковать пока нет. К сожалению.

Заранее благодарен.

[Oppenheimer]

А если в варианте с опорными подушками будет только два наклонных раскоса, один из них сжат, другой растянут. Тогда получиться, что на подушку давит только сжатый раскос с одного боку. Сложно мне представить как подушка себя в этом случае поведет.

[Andrey-krd-ptz]

Была, кстати, шальная мысль свести все брусья в узле без зазоров, а потом снять, распилить вдоль в вертикальной плоскости каждый и внутрь загнать фасонку с приваренными вставками под каждый стержень. Снаружи очень красиво будет выглядеть - только брус и болты, но это так сложно сделать. Плюс никакой универсальности не будет - в каждый узел своя фасонка. Да и просверли-ка так точно все отверстия - замучаемся потом болтами в пластины внутри бруса попадать. В общем, слишком больших жертв требует красота. ))

----- добавлено через ~5 мин. -----
Так в ферме Журавского все подушки так устроены. С расчётом, что раскос, то сжат, то выключен, а работает встречный.

[Pawel]

тогда надо рассмотреть следующие случаи:

1. подкосы сжаты а стойка растянута,
а) подкосы передают нагрузку на упор, упор на нижний пояс (имею ввиду вертикальную составляющую), и далее на центральный болт, а накладка стойки тянут этот болт вверх. Т.е. центровой болт будет работать с древесиной (вот имено этот момент мне и не нравится, болт - древесина, да еще и поперек волокон. Горизонтальные накладки на нижнем поясе, тоже будут участвовать в работе, но это я бы её не учитывал, оставил бы в запас (чтобы как следствие не учитывать момент и дополнительные болты на нижнем поясе). Опять же, здесь всё зависит от сборки, не факт, что накладки на поясе не заработают раньше древесины. А горизонтальная составляющая (не факт, что у двух раскосов одинаковое значение усилий), тоже как то вопрос, пусть смятие упора и нижнего пояса допустимой, т.е. по расчету проходит, но это усилие даст момент, оно же не по центру нижнего пояса.
б)и вариант когда подкосы хоть и сжаты, но начали передавать усилие на болт, тогда получается, надо проверить этот болт на срез, смятие и на изгиб. В данном варианте, насколько я понимаю, вся вертикальная составляющая будет собираться через болт, т.е. дерево непосредственно при передачи усилий между элементами ферм, не будет задействовано.
2. подкосы растянуты а стойка сжата, в принципе, все тоже самое

И еще, обрати внимание на картинку стр.185, я её еще раз прикрепил, и там красная стрелка. Я предлагаю сделать нечто подобное (чуть чуть изменить), между накладками, которые на подкосы и стойки, вварить пластину, получится Н-образная деталь, во первых повысится устойчивость пластин, во вторых при сжатии там будет упор, т.е. болты на подкосе вообще конструктивно.

Ещё момент, на цетровой болт у нас приходит до трех пластин (не считая пластин нижнего пояса), чтоб их не гнуть из плоскости, я предлагаю следующий порядок:
пластина левого подкоса
пластина стойки
пластина правого подкоса
пластина пояса
дерево
пластина пояса
пластина левого подкоса
пластина стойки
пластина правого подкоса
В таком случаи их как бы и гнуть не надо. Крутой болт получится

Блин, тогда будет смещение подкосов и стоек из плоскости фермы и не факт что совпадет это смещение в верхнем поясе, может все закрутить из плоскости

В общем такая мысль, хочешь предложить одно, а получается другое, удалять не стал, может что пригодится из моих размышлений

[Oppenheimer]

Сообщение от Andrey-krd-ptz Так в ферме Журавского все подушки так устроены. С расчётом, что раскос, то сжат, то выключен, а работает встречный.

В этих фермах подушки короче (раскосы почти вплотную стоят), и пояса там предварительно поджаты вертикальными стержнями. Хотя раскосы и тут можно ближе поставить. А как сильно влияет поджатие сложно сказать.

[Andrey-krd-ptz]

Pawel, во всех узлах, где есть раскосы пояса разрезаны, поэтому сомневаюсь я, что болт в этой щели нагрузку на дерево передаст (может быть только в верхнем, где щель зажата). В любом случае, думаю придётся считать, что только накладки поясов болт держат и добавлять болтов в эти накладки от момента.

Насчёт пластины между накладками раскосов. Подушки тогда убираем и все усилия на болт, так?

[Pawel]

Сообщение от Andrey-krd-ptz Насчёт пластины между накладками раскосов. Подушки тогда убираем и все усилия на болт, так?

да, именно так и в этом случаи, момента от вертикальной составляющей на пластину нижнего пояса по идеи быть не должно, она на болте должна обнулится

но дальше проблема, как их все собрать, чтоб не гнуть, я выше предложил, но получается со смещением, тоже не хорошо

Есть вариант еще круче, из области фантастики, сделай универсальную фасонку целиком из металла, и ввари в нее пластинки для подкосов, стоек и поясов, кстати для пояса можно сделать тогда одну пластинку, рассчитай её для всех случаев, и сжатие и растяжение, а деревянные элементы крепи между фасонками на болты

[Andrey-krd-ptz]

А очень просто. Накладки на пояса ставим снаружи и строгаем под свои накладки раскосы и стойку: по 1t, 2t и 3t на внутреннем. Их сечение всё равно конструктивно больше расчётного. Плюс строгаем концы брусьев пояса на 3t под все накладки с каждой стороны. Это ведь тоже можно, так как болты на поясах все снаружи выборки окажутся, то есть в нестроганной зоне. Нормально?

----- добавлено через 56 сек. -----
Я про эту фантастику чуток раньше написал.

[Pawel]

тогда Н-образные детали для каждого подкоса и стойки будут разные, или я не правильно понял?

----- добавлено через ~2 мин. -----

Сообщение от Andrey-krd-ptz Я про эту фантастику чуток раньше написал

значит проглядел
вариантов уже много было

[Andrey-krd-ptz]

Разная будет только полка между накладками. По толщине и местоположению на накладке. Вырежем и вварим их на стройке. Но это допустимое зло, так как подушку-то уже не надо будет везде разную вырезать. А всё остальное заказываем в металлоцехе. Так же 3 позиции.

[Pawel]

тогда осталось только рассчитать самый важный элемент - центровой болт

[Andrey-krd-ptz]

Именно так. Подшипники бы ещё на него за...дячить! ))) Спасибо за помощь.

[Pawel]

Самое прикольное, что все уже придумали до нас
это картинка из книги
Иванов В.Ф Деревянные конструкции 1956г, пост 21
ничего не напоминает?

[Pawel]

но при такой конфигурации нагрузки в раскосах минимальные, там даже 500кг нет, а у вас 5,5т, вот поэтому центровой болт и становится главным при расчете, интересно какой получится?

[Pawel]

или так

[Andrey-krd-ptz]

Прямо, как в том анекдоте: "Ну, что вам сказать, молодой человек. Чем бухать..." . Потренировали мозги, да и вещь полезная получилась. А товарищ этот столько разработал в ДК, что мне кажется "Деревягин" - это псевдоним.

----- добавлено через ~3 мин. -----
Так, конечно, сегментная ферма - замечательная вещь, но кровлю-то придётся мягкую делать. Профлист так не загнёшь.

[Pawel]

Ивановых в деревяшках много, это не один и тот же автор

[Andrey-krd-ptz]

А болт у Иванова в том примере 28 мм. Усилия на раскосах 3,2 и 1,8 т. Пролёт побольше, но ферма тоже сегментная.

----- добавлено через ~2 мин. -----
На той странице написано, что ферма предложена В.С. Деревягиным.

[Andrey-krd-ptz]

Мысли в слух. Может кому интересно.

Прикинул я ферму на этих узлах. Не полностью, конечно, все узлы проработал, но и этого уже хватило, чтобы понять - "велосипед" будет очень дорогим и неконкурентноспособным.

На одну ферму пролётом 24 м, на 6 кубов бруса (80 т.р.) получаем стальных деталей около 1 тонны (тоже, если заказывать с грунтовкой и антикоррозийной окраской - 70-80 т.р.), плюс болтов на 50-60 т.р. Хотя выглядит интересно, но при таком соотношении, это уже - металлодеревянная ферма получается, да ещё и совсем нерациональная.

В общем, решил я попробовать применить дощатую треугольную ферму с нисходящими раскосами и стойками из тяжей, как на рис. 4.

Если кто знает, подскажите, пожалуйста, где примеры расчёта таких узлов можно найти (особенно опорного), чтобы где-нибудь не напортачить. У Иванова и Кузнецова что-то не нашёл.

[Pawel]

на рис. 4 на опорном узле по моему биссектрисная врубка, поправьте если я ошибаюсь, расчет надо смотреть в старых книгах. На сегодняшний момент, согласно СП (СНиП) наиболее эффективна лобовая врубка, в СП, СНиПе и пособие к СНиП лобовая с одним зубом, у Отрешко есть расчет с двумя зубьями. Пример есть ещё у Шишкина (в ферме ножницы). В треугольной ферме у Шишкина опорный узел похож, но только там лобовой упор.

Пособие к СНиП
Отрешко А.И. Справочник проектировщика деревянные конструкции
Шишкин В.Е. Примеры расчета конструкций из дерева и пластмасс

[Andrey-krd-ptz]

Да. Стык в книге назван "биссектрисным".
Я тут чуток над рисунком поиздевался: сделал стык с лобовым упором В.П. во вкладыши.
Думаю, что нужны следующие расчёты:

1) Проверка вкладышей на смятие от (P в.п.) под углом (90 градусов - альфа) к волокнам, по площади (F см).

2) Расчёт количества нагелей в Н.П. по усилию (P н.п.). Слева от узла (на "хвосте") их ставим столько же сколько и справа (в нижнем поясе), поэтому длина "хвоста" определится конструктивно из условия размещения нагелей. В примере 10 газовых труб, а стяжные болты почему то за нагеля не считают. Или я не прав?..

3)Ширину опорной подушки (b) находим из расчёта её на смятие поперёк волокон опорной реакцией (R оп), равной вертикальной составляющей от усилия в В.П.

4)Как принята длина прокладки (B) непонятно. На что её посчитать можно?

И вот самый интересный вопрос: зачем прокладку установили между ветвями верхнего пояса?
Ведь если её установить в нижнем, то нагеля станут 4-хсрезными и их количество уменьшится в 2 раза. Может быть не хватило во вкладышах площади (F см) и этой прокладкой её увеличили, а гвозди посчитали на усилие (P в.п.)?