Решетчатые фермы

 Стальные решетчатые стропильные фермы 
Стропильные конструкции скатных крыш, изготавливаемые из стального материала, обычно выполняются с опорой на стальные решетчатые стропильные фермы. Об этих фермах может идти речь и в более широком применении - для однопролетных, не имеющих средней промежуточной стены зданий или помещений (павильонов). Обычно так изготавливаются однокровельные, т. е. не имеющие чердачного перекрытия, крыши, но не редки случаи, когда под стальные решетчатые стропильные фермы подклады-вается какое-либо легкое (не используемое для передвижения человека) перекрытие, иногда стеклянный псевдопотолок. 
Стальные решетчатые стропильные фермы точно так же пригодны в применении с перекрытиями зданий с плоскими крышами, где наклон крыши формируют встроенные в систему балки с рядом перекрестных балок. 
Для стальных решетчатых стропильных ферм характерны следующие конструкционные элементы:

• кровельное покрытие;
• стропила;
• прогоны;
• главные балки;
• ветровые решетки.

 Кровельное покрытие должно быть легкого характера. Подходящими являются покрытия из различных металлов, плоский и волнистый шифер. Кроме того, нередки случаи использования покрытия каким либо видом легких, изготовленных из твердого материала плиток с поверхностными направляющими. 
Стропила одинаково могут быть изготовлены из стали или дерева, с расстоянием между осями 0,8-1,2 м. 
Прогоны располагаются над узлами соединения на расстоянии друг от друга 2,4-4,0 м. Обычно они изготавливаются из стали, реже - из дерева. В зависимости от рода кровельного покрытия есть вариант

рис 1

 
Рис. 1. Опорные рамочные фермы для перекрытия больших межопорных пространств 
а) двухопорная, с шарнирным соединением в двух местах; Ь) двухопорная, с шарнирным соединением в трех местах.

рис 2

 
Рис. 2. Оригинальные фермы из стального профиля 
а) пустотелый профиль, с двумя фиксирующими зажимами и шарнирным соединением в середине; Ь) решетчатая ферма с двумя опорами, с щарнирным соединением в трех пунктах; с) изогнутая цилиндрическая ферма с шарнирным зажимом, с опорой в двух местах. 

рис 3

 
Рис. 3. Павильонная крыша с полукруглой цилиндрической поверхностью, покоящаяся на крестообразном трехчленном каркасе с шарнирным соединением вверху

рис 4

 
Рис. 4. Решетчатая ферма, изготовленная из холодногнутого стального профиля; элемент стропильной системы плоских и скатных крыш.

рис 5

 
Рис. 5. Стропильные ноги, образованные из стальных ферм, соединенные на перекрытии.

рис 6

 
Рис. 6. Статический каркас стропильной конструкции с решетчатой фермой и с двумя опорами для перекрытия пространства.

рис 7

 
Рис. 7. Стропильная связь решетчатых стальных ферм с высотой в полное поперечное сечение. Продольная жесткость крыши обеспечивается встроенными в две стропильные позиции ветровыми балками.

рис 8

 
Рис. 8. Ряды решетчатых стропильных ферм с высотой в полное поперечное сечение для односкатной крыши.

рис 9

 
Рис. 9. Решетчатые фермы индивидуального исполнения для плоских крыш 
а) с переменным поперечным сечением; Ь) с постоянным поперечным сечением в профиле крыши.

рис 10

 
Рис. 10. Вариант плоской крыши павильонного здания, монтируемой из решетчатых ферм с болтовым соединением, где нагрузки главных крестовых опор перенимает рамочная опора, вместе со всей нагрузкой от слоев кровельного покрытия. 1. стальная стойка; 2. главная рамочная опора; 3. крестовые фермы.

рис 11

 
Рис. 11. Часть узла соединения павильонного каркаса с плоской крышей, скомпонованного для специальных потребностей 
1. стальная стойка; 2. рамочная балка; 3. крестовая ферма с решетчатым профилем.

рис 12-1 

рис 12-2

 
Рис. 12. Опирающееся на раскосную ферму кровельное покрытие плоской крыши с подсоединенной слоистой балкой.

рис 13

 
Рис. 13. Комбинированное перекрытие пространственного пролета скатной крыши, формирующееся из раскосных ферм и деревянных крестовых стропил, где нагрузку от покровных слоев (общую) балки крестовой стропильной системы передают на также спроектированные для пребывания в воздухе подвешенные фермы раскосной стропильной системы  
а) сечение; Ь) часть узла соединения; с) рабочая фаза строительства; 1. нижнее трапециевидное покрытие; 2. соединительный элемент с деревянным болтом; 3. продольная перемычка (совмещенная с поясом крестовых стропил); 4. доски, отделяющие точки опоры (через 1 м); 5.воздушное отверстие;  6.   «крыши»  пленка; 7. теплоизоляция; 8. закрытое воздушное пространство;    9.    теплоизолирующая панель; 10. крестовое покрытие; 11. деревянные стропила; 12. соединенная с деревянными стропилами кромочная пленка (как стянутый пояс); 13. стальной хомут; 14. ленточная пластина; 15. профиль конька из алюминиевой пластины; 16. вентиляционное отверстие; 17. раскосная полуферма; 18. стальная опора конька; 19. тягловый стержень; 20. прижимной болт с обратной резьбой; 21. стержень подвески. 
 
плотного расположения прогонов, когда прогоны проходят до конца по элементу пояса (т. е. не в узловых пунктах соединения) на расстоянии 90-120 см друг от друга. 
Прогоны - как мы уже знаем из предыдущего изложения - целесообразнее использовать в расположении над узлами соединения, потому что они вызывают в состоящих из профиля поясных стержнях значительное изгибающее напряжение. Если по каким-либо причинам (например, при плотном расположении рядов прогонов) прогоны располагаются не в узлах соединения, а по длине поясных стержней, тогда поясные стержни - в случае большой нагрузки - нужно сформировать с усиленным соединением на профили. 
Прогоны редко располагаются на двух опорах, чаще они многоопорные или с шарнирным многоопорным соединением, последнее решение самое экономичное. При больших расстояниях между несущими опорами прогоны, по образцу раскосных ферм, могут быть выполнены в виде напряженных снизу стоек и т. д. 
Стальные прогоны могут иметь профили «I», «U», «Z», «О» или квадратный профиль, по отношению к деревянным стропилам они располагаются в стоячем положении или перпендикулярно на них. Для соединения их с деревянными стропилами обычно используется какой-либо способ болтового соединения. 
Главные стойки, собственно говоря, являются важнейшими частями каркаса крыши, они принимают на себя нагрузку (общую) от покрытия крыши, от прогонов и все приходящиеся на них воздействия. Здесь мы хотели бы коснуться лишь некоторых решений в связи с прогонами, ибо в развитии строительства крыш с металлическими каркасами произошло столько изменений, что если бы мы взялись все это описывать, то понадобилось бы многотомное сочинение, которое все равно представляло бы собой лишь введение в тему. 
Наиболее распространенными являются двухопорные, состоящие из произведенных заводским способом сборных элементов несущие фермы, в виде половины (иногда части) или полной конструкции, применяемые как для плоских, так и скатных крыш. Второй способ характеризуется применением свариваемых производственным способом главных опор, которые на желаемом  уровне здания на месте монтажа соединяются к шпилечным головкам болтовым соединением, или анкеруются. 
Среди используемых главных стоек, опор мы упомянем:

• фиксируемые сбоку и по середине;
• снизу шарнирные, в середине фиксируемые;
• с шарнирным соединением снизу и посередине и с применением каких-либо металлических раскосных ферм, держащих каркас;
• применяемые в изготовлении каркасов крыш павильонов, состоящие из профилей холодного и горячего прокатов.

 Ветровые решетки  необходимы для принятия воздействия  ветровых сил в продольном направлении. Их используют в плоскости крыши, в соединении с поясными стержнями, поэтому они играют свою роль в  улавливании нагрузки сжатия на пояс главной опоры (препятствуя наклону покрытия в продольном и стропил в перпендикулярном направлениях).

рис 14

 
Рис. 14. Стальная конструкция фермы ЗВК 
а) вид сбоку; Ь) формирование подошвы; с) сечение несущей опоры; 1. ростверк из круглой стали; 2. доска; 3. конек; 4. опорная пластина; 5. болт-шпилька; 6. обрешетка или досочный настил; 7. венец.

рис 15

 
Рис. 15. Полносборная холодновы-гнутого профиля стропильная конструкция 
а) для малого пролета; Ь) для среднего расстояния между опорами. 
{img 1963}  
Рис. 16. Варианты соединения стропильной позиции и обрешетки 
а) с досочной подшивкой; о) с деревянной рейкой крыши; с) профильный стальной элемент с рейкой крыши; 1. деревянная рейка крыши; 2. стальной профиль вида II; 3. подшивочная доска; 4. болтовое или гвоздевое соединение; 5. ушко, отклоненное при проделывании отверстия; 6. стропильная балка из профильной стали.