Виды стропильных систем и их конструктивные элементы: Какими бывают виды стропильных систем, их конструкции и устройство

Содержание

Какими бывают виды стропильных систем, их конструкции и устройство

Осматривая крыши домов, в первую очередь можно определить тип кровельного покрытия и конфигурацию скатов. Но этой информации будет недостаточно для составления полного представления о характеристиках, плюсах и минусах данной части строения. Наибольшее влияние на такие качества, как долговечность, надежность и устойчивость крыши оказывает вид стропильной системы, использованный в несущей конструкции.

Устройство стропил

Если основной каркас дома базируется на фундаменте, то «кровельный пирог», можно сказать, держится на стропильной системе. Это своего рода «скелет» крыши, обеспечивающий силовую поддержку всем ее функциональным и защитным частям. Сразу следует рассмотреть основные виды стропильных систем и описание их устройства:

Простые конструкции. Такие системы держатся на двух стропильных ногах, которые имеют упор в горизонтальный брус – мауэрлат, установленный на стенах.
Сложные конструкции. Кроме стропильных ног и мауэрлата, такие системы включают лежни, прогоны, подкосы и стойки. Эти компоненты могут иметь разные типоразмеры и конфигурацию расположения, но в целом задача у них одна и заключается она в поддержке нагрузок, которые переходят от самой крыши и внешних воздействий.

Независимо от типа конструкции, все стропильные системы предусматривают жесткое крепление. Уже упоминались мауэрлаты, которые фиксируются напрямую к стенам путем стяжки или замкового соединения, но также фермовые элементы редко обходятся только лишь пазовыми стыками. По типу используемых методов крепления и связки можно выделить следующие виды стропильных систем:

Сплачиваемые. Выполняется поперечная связка.
Сращиваемые или наращиваемые.
Узловые конструкции.

В качестве элементов соединения могут использоваться металлические пластины, шпон, стяжные болты, анкерные метизы, гвозди, шурупы и др. Опять же, сохраняют определенное распространение и методы так называемого нежесткого или безгвоздевого соединения компонентов системы. В этом случае кровельщики полностью исключают внедрение в конструкцию инородных твердых фиксаторов и ограничиваются использованием клеевых составов с пазовой вырубкой (замковый крепеж).

Проектирование стропильных систем

Параметры крыши во многом зависят от характеристик основного каркаса. В частности, определяются нагрузки, конструкционные решения, функциональность элементов и т. д. К моменту непосредственного сооружения стропильной системы изначальный проект может претерпеть несколько изменений. Как минимум должна быть проведена его ревизия. В российских условиях чаще всего проектируют наклонные виды стропильных систем для двухскатной крыши – конструкция, позволяющая эффективно отводить талые и дождевые воды, обустраивать чердачные помещения и мансарды.

Главная задача разработчиков технического решения – правильно произвести расчеты площади возводимой кровли, которая будет проецировать параметры и для стропил. В числе исходных данных берутся также ломаные элементы сложной конфигурации и делается поправка на саму форму кровли. Для удобства расчетом вся площадь обычно делится на зоны, после чего отдельные значения суммируются. Произведенные вычисления в дальнейшем помогут составить смету. Чтобы избежать грубых ошибок, следует учесть и ряд особенности проектирования стропильной системы. Виды наклонных крыш, предназначенных для использования в частном домостроении, требуют соблюдения следующих нюансов:

При укладке рулонных и черепичных материалов длина скатов может сокращаться на 70 см.
Нижние части конька и крайнюю часть карниза можно рассматривать как базовые и неизменные точки, определяющие длину ската.
При вычислении оптимального угла наклона следует придерживаться границ от 15° до 45°. Нижний диапазон до 20° используется редко в силу технико-эксплуатационного несовершенства – это решение малоэффективно с точки зрения противодействия осадкам, но зато стоит дешевле. Оптимальный угол находится в диапазоне от 30° до 45°, но и стоимость такой крыши будет дороже.

Деревянные стропила

Основным материалом при изготовлении стропил является древесина. Этот выбор обуславливается легкостью заготовок, экологической чистотой и ценовой доступностью. С точки зрения самого домовладельца пиломатериал выгоден и по причине легкой обработки. В такой системе не составит труда заменить поврежденный элемент на новый. Частное домостроение в основном задействует хвойный брус и доску.

Разумеется, у древесины немало серьезных недостатков, осложняющих ее использование в столь ответственных конструкциях. Сегодня популярны деревянные виды стропильных систем, прошедшие специальную обработку. В качестве пропиток используют антипирены (от огня), антибактериальные средства (от биологических разрушений) и комплексные составы, которые также оберегают материал от влаги и механических повреждений. В итоге минимизируются неприятные эксплуатационные эффекты, свойственные для дерева.

Металлические стропила

Казалось бы, жесткие стальные листы – оптимальный материал для изготовления несущего «скелета» крыши, благодаря которому можно укладывать любой без ограничений кровельный настил. Но, большой вес исключает металл из большинства проектов, предназначенных для индивидуального строительства. Остается, впрочем, немалый сегмент многоэтажных и промышленных объектов, которым как раз требуются выносливые и стойкие к нагрузкам стропильные системы крыш. Виды конструкций в этой группе тоже разнообразны. Кроме стального каркаса, может использоваться компромиссное решение в виде анодированного алюминия. Этот материал легче стальных сплавов и не подвергается поражению коррозии, но и по своим прочностным свойствам скорее родственен тому же дереву.

В принципе выбирать металлические конструкции для загородного дома целесообразно и по причине пожаростойкости. Балки и опорные элементы не поддерживают распространение огня, сохраняя некоторое время и цельность коммуникаций (например, вентиляционных каналов для дымоотвода), но самое важное заключается в препятствовании обрушению кровли. Древесина даже с учетом применения современных огнеупорных пропиток обладает не столь высоким пределом сдерживания термического воздействия. И тут же стоит подчеркнуть плюс металлических систем в виде отсутствия необходимости регулярной защитной обработки. Покрытие определенными лакокрасочными составами может проводиться в рамках общего техобслуживания крыши, но о специализированной обработке речи не идет.

Наслонные стропила

По устройству несущей стропильной конструкции, распределяющей нагрузки от крыши с кровельным покрытием, можно выделить наслонные и висячие системы. В первом случае монтируется три базовых опорных точки – две балки мауэрлата, которые размещаются на стенах дома, а также центральная стойка, соединяющая конек и чердачное перекрытие. Но и в такой конфигурации могут выполняться разные схемы несущей базы. Так, в группе наслонных каркасных моделей выделяют следующие виды стропильных систем и их конструкции:

Классический вариант. Стропильные ноги укладывают на коньковую балку, обеспечивая также фиксацию скользящей опорной стойкой. Нижние части строп крепятся к мауэрлату посредством врубки.
Конструкция с метизами. В коньковом стыке стропильные ноги соединяются металлическими скобами, гвоздями или болтами. К мауэрлату крепление выполняется подвижной соединяющей системой наподобие монтажных ползунков.
Система с жесткой коньковой фиксацией. В верхнем стыке строп реализуется общий соединительный узел, в котором задействуются зажимные бруски и металлические профили. Это наиболее надежная конструкция, но она требует соответствующей несущей способности от каркаса дома.

К преимуществам наслонных видов стропильных систем стоит отнести возможность сбалансированного распределения нагрузок, при которой снижаются деструктивные и распирающие воздействия на стены.

Висячие стропила

В данном случае масса от кровли и стропил перекладывается на две крайние стойки. То есть промежуточные опорные элементы будут отсутствовать, что обуславливает как плюсы, так и минусы этой системы. Устойчивость крыши обеспечивается стропильными ногами, которые «работают» на изгиб и сжатие. По этой же причине возрастает и нагрузка на стены, поскольку сокращается количество опорных точек – исключение центральной стойки повышает ответственность основного каркаса здания. Висячие виды стропильных систем и их конструктивные элементы могут выполняться из древесины и металла, но принципиально важным условием будет включение в каркас соединительных затяжек и балок перекрытия. Это своего рода страхующие части системы, которые принимают на себя часть нагрузок. Горизонтальная балка, связывающая две противоположных стропильных ноги, также исключает риски деформации несущих элементов под влиянием динамических нагрузок.

Это четырехскатная крыша, отличающаяся более сложной несущей конструкцией и дающая больше возможностей для организации внутреннего чердачного пространства. По этой же причине вальмовые системы чаще применяются для обустройства мансарды с окнами. В отличие от двухскатных конструкций, данная разновидность крыш формируется более коротким коньком из бруса и усложненной системой расположения стропильных ног. В обычной системе присутствуют угловые, центральные, промежуточные и короткие стропила. Они имеют разные формы, длину и материал изготовления, но большая часть таких элементов выполняет одинаковые функции поддержки скатов в направлении конькового бруса. Наиболее распространены накосные (диагональные) виды стропильной системы, фото с примером которой представлено ниже.

Это вальмовые конструкции, в которых несущие элементы монтируются по направлению к углам стен основного каркаса. Внутри системы также могут быть реализованы наслонные или висячие конфигурации установки стропил. Поскольку четырехскатная крыша как таковая имеет больше опорных точек с фиксацией к мауэрлатам, монтаж центральных стоек с поддержкой конька не обязателен. Висячая конструкция при правильном расчете нагрузок вполне справится с задачей удержания тяжелого кровельного покрытия.

Виды стропильной системы крыши над верандой

Речь может идти о любом неотапливаемом застекленном помещении малой площади с собственными внешними стенами, а иногда и фундаментом. Собственно, классификация стропильных систем для веранд определяется способом пристройки к основному зданию. От этого будет зависеть переход кровельного настила через зону сопряжения. В частности, по конфигурации примыкания выделяют следующие виды стропильной системы крыши над верандой:

Отдельная конструкция. Обычно применяют стальной несущий фартук по типу двухскатной или односкатной системы. Его выполняют с торцевой стороны здания, при этом отсутствует прямое сопряжение крыши дома и веранды.
Примыкающая конструкция. Реализуется одна общая стропильная система, в которой вершина ската основного здания переходит из зоны чердака в каркас крыши веранды. Скат может преломляться из-за определенных конструкционных условий, но специалисты советуют обходиться без технологических стыков, поскольку они снижают герметичность и надежность всей системы.

Классификация стропильных ферм

Это один из компонентов несущей кровельной конструкции, который стоит в одном ряду с обрешеткой, стойками и раскосами. Стропильная система может и обойтись без ферм, но если требуется усиление и придание жесткости каркасу, то лучше использовать это дополнение. Ферма представляет собой ряд брусков или профильных компонентов, которые монтируются на определенном участке ската для укрепления. И висячие, и наслонные виды стропильных систем для двухскатной крыши технологически могут содержать в себе фермы, выполненные из бруса, леса-кругляка или обычной доски. Принципиально же такие элементы отличаются по степени жесткости. Чаще используют легкие или одностенные фермы, содержащие в структуре один фасонный лист. Двустенные конструкции имеют несколько листов и в основном применяются в крышах больших зданий – в складских помещениях, ангарах и т. д. В системе загородного дома наличие скатных ферм может быть оправдано, если планируется устанавливать массивное инженерное оборудование в структуре крыши. Это могут быть кондиционирующие установки, вентиляционные шахты или дымоходы.

Заключение

Крыша в любом строении играет большую роль, обеспечивая защиту внутреннего пространства от разного рода внешних угроз. Чтобы кровельный настил исправно выполнял свои задачи, под ним должна располагаться оптимальная по техническим характеристикам несущая конструкция. Также в процессе разработки проекта учитываются и эксплуатационные свойства этой части дома. Например, современные виды стропильных систем для мансарды принципиально отличаются наличие излома в двускатной системе, благодаря которому расширяется внутреннее пространство помещения. И напротив, оптимизированные односкатные системы выполняются с минимальным объемом несущих элементов без дополнительных балок и ферм. В каждом случае важно учитывать индивидуальные требования к эксплуатации крыши, что позволит сделать правильный выбор стропильной конструкции.

Стропильная система крыши

Стропильная система является основой любой скатной крыши. Что нужно знать о каркасе до начала работ? Чтобы произвести грамотный монтаж, необходимо определить угол наклона крыши, сделать выбор в пользу того или иного вида, подобрать материалы хорошего качества, а также нужных размеров и количества. Технология монтажа зависит от выбора конкретного вида стропильной системы.

Что такое стропильная система и для чего она нужна

Стропильная система — это каркас, созданный из отдельных, как правило, деревянных элементов. Подобрав необходимые детали, можно создать крышу любой формы (плоская не в счёт, так как для неё каркас не требуется), с разным количеством скатов (склонов):

односкатную,
двухскатную,
четырехскатную (вальмовая, шатровая),
мансардную, в которой два ската, но они как бы преломляются, создавая большее жилое пространство на верхнем этаже (её ещё называют ломаной),
сложной формы (комбинированная).

Каждый скат образуется за счет создания треугольной основы. Треугольные рамы (или фермы) закрепляются параллельно друг другу. Так и создают двухскатные и четырехскатные крыши. Создание других форм происходит иначе.

Для чего нужна стропильная система?

Удерживает материалы «кровельного пирога» (утеплитель, гидро- и пароизоляция, кровельный материал).
Стропильная система (вместе с «кровельным пирогом») защищает стены и внутреннее пространство от атмосферных явлений.
Является элементом архитектурного проекта, придаёт сооружению законченный вид.
Может служить не только защитой для имеющихся помещений, но и позволяет создать ещё одно – мансардный этаж.

Требования, предъявляемые к стропильной системе

Выше мы упомянули, что сооружение стропильной системы позволяет придать зданию законченный вид. Но эстетические критерии не первичны. Конструкция стропильной системы в первую очередь должна соответствовать требованиям прочности и надежности, выдерживать порывы ветра, воздействие атмосферных осадков (обильных снегопадов и сильных ливней). А значит должна:

быть достаточно жесткой,
иметь небольшой вес,
создаваться из материалов высокого качества,

иметь угол наклона, выбранный в соответствии с нагрузками.

Жесткость

Жесткими должны быть не только элементы стропильной системы, но и места их соединений. Высокий уровень жесткости не позволяет системе деформироваться, жесткая фиксация элементов обеспечивает устойчивость конструкции. Если не добиться необходимого уровня жесткости, крыша разрушится и может разрушить стены.

Вес стропильной системы

Вес стропильной системы и кровельного пирога должен быть таким, какой способен выдержать фундамент дома и его стены. Именно поэтому стропильную систему, как правило, создают из деревянных деталей.

Материалы высокого качества

Производители, изготавливающие элементы для стропильной системы, используют хвойное дерево высшего или первого сорта. Реже берут древесину 2-3 сорта. Допустимое количество сучков на сырье – 3 на 1 метр. Трещины могут присутствовать, но лишь небольшие (неширокие и не длинные, не по всей длине доски).

В обязательном порядке деревянные детали обрабатывают антисептиком и применяют для защиты от огня антипирены. Так получаются прочные и крепкие деревянные детали. Только такие можно использовать для сооружения стропильной системы.

Угол наклона крыши

С помощью деталей стропильной системы формируют угол наклона крыши. Уклон скатов варьируется от 7 до 60 градусов. Скаты с небольшим градусом называют малоуклонными. С большим – крутоуклонными.

Каким должен быть угол наклона зависит от климатических условий региона (количество осадков, сила ветра). Чем выше нагрузка от осадков, тем больше должен быть угол (крутоуклонные, чтобы осадки не задерживались). В случае с сильным ветром наоборот, создают малоуклонные скаты. Если с какой-то из сторон света ветровая нагрузка выше, создают дополнительные укрепления.

Также большую роль играет вес выбранного кровельного материала. Каждому материалу соответствует свой угол наклона (в зависимости от его характеристик). Например, для керамической черепицы (представляет собой небольшие элементы) обустраивают крутой уклон скатов, чтобы вода не задерживалась на крыше. Чем тяжелее материал, тем больше должен быть угол (больший угол позволяет распределить нагрузку на стены и саму стропильную систему).

Если есть возможность, учитывают и пожелания владельца будущего дома. Например, если хозяин желает обустроить мансардный этаж, потребуется создать большее подкровельное пространство, а значит средний угол наклона (чтобы места было достаточно и в высоту, и в ширину). Отличная альтернатива – мансардная крыша. Эта форма крыши с ломаными скатами была придумана специально для мансарды.

Соответствующие расчеты производят на этапе проектирования. Если опыта и знаний в этом вопросе нет, обратите внимание на соседние здания. Если они возведены давно и успешно справляются с нагрузкой, то, определяя угол наклона, можно ориентироваться на крыши соседей.

Основные элементы конструкции стропильной системы

Кровельщики оперируют такими специфическими названиями, как стропила, конек (или коньковый прогон), мауэрлат, обрешетка, лежень, стойка, подкос, затяжки. Всё это элементы стропильной системы. Разберёмся, какое место в системе занимает и что представляет из себя каждый из них.

Мауэрлатом называют основу каркаса. Представляет собой деревянный брус. Располагают его под скатами (мауэрлат – их опора).

Угол наклона определяют стропильные ноги. Стропила скрепляет коньковый прогон. Это самая верхняя часть каркаса, представляет собой продолговатый брус. Вместо прогона может быть конёк – одна точка, в которой соединяются ноги. В двухскатной, вальмовой, мансардной крышах создают прогон, в шатровой – конёк.

Также бывают боковые прогоны: это дополнительные усиливающие конструкцию брусья, располагаются на некотором расстоянии от конькового, параллельно ему, на каждом скате.

Снизу ноги скрепляют затяжками (они не дают стропилам разъезжаться). Эти доски располагаются перпендикулярно мауэрлату, скрепляются с ним. Играют роль опоры.

Дополнительную устойчивость ногам придают с помощью стоек и подкосов. Эти элементы упираются в лежень – деталь в нижней части системы, расположенная параллельно коньковому прогону. Подкосы располагаются под углом, образуя перевернутый треугольник (нижняя точка треугольника упирается в лежень).

Под обрешёткой понимаются доски (рейки или брусья), набитые горизонтально на стропила. Набиваются с небольшим расстоянием друг от друга. На обрешётку настилают кровельный материал.

Если длины стропильных ног недостаточно, на них набивают кобылки (для создания карнизного свеса, защищающего стены от осадков).

Лежень, прогоны, стойки, подкосы – это подпорные элементы, позволяющие повысить жесткость стропильных ног, поддержать конек, связать детали в единую конструкцию. Прогоны и мауэрлат делают из лиственных деревьев твердых пород, обрабатывают антисептиком. Несущие деревянные элементы должны быть толщиной не менее 50 мм. Длина досок достигает 4,5-6,5 м.

Указанные элементы являются основой в простых и сложных конструкциях. Деталей может быть гораздо больше. Их подбирают в зависимости от вида стропильной системы.

Виды стропильных систем (висячая и наслонная)

Выделяют два базовых вида стропильных систем: висячая и наслонная. Также система может быть комбинированной (создаётся из элементов висячей и наслонной систем). В частном домостроении чаще используют наслонную. Её гораздо легче монтировать, подходит для зданий с внутренними несущими стенами. Висячую сооружают над зданиями шириной 6-11 м. Висячей систему называют, поскольку она полностью опирается только на несущие стены (в отличие от наслонной).

Таким образом, стропильная система является основой любой скатной крыши: одно-, двух-, четырехскатной. В отличие от плоской кровли придаёт зданию завершенный вид. Прослужит долгие годы, если правильно подобрать угол наклона и детали. Для создания стропильной системы необходимы деревянные элементы высокого качества (мауэрлат, стропила, коньковый прогон и др. ). Помимо базовых могут быть использованы дополнительные опорные элементы. Главное отличие в двух базовых стропильных системах – висячей и наслонной – как раз в количестве элементов. В наслонной их больше, но технически соорудить такую проще.

Обращайтесь в компанию «Артель-Строй»: наши специалисты имеют большой опыт кровельных работ и соответствующую квалификацию. Качественно выполним любой проект: беремся за возведение скатной кровли любого вида!

Работаем в Липецке и по области. Возможен выезд в соседние регионы.

Фотогалерея скатных крыш

Что такое ферменная конструкция? (с картинками)

Наука

Факт проверен

Си Би Фокс

Дата последнего изменения: 14 октября 2022 г.

Любая конструкция, в конструкции которой используются фермы, может называться ферменной конструкцией. Фермы представляют собой треугольные или пирамидальные формы, которые используются в конструкции зданий, чтобы сделать их более устойчивыми, чем конструктивные элементы с углами 90 градусов. Мосты, платформы, башни и дома являются распространенными типами ферменных конструкций.

В конструкциях часто используются фермы из-за дополнительной поддержки и прочности, которые они обеспечивают. Треугольные формы особенно стабильны, потому что длина сторон катетов и мера углов должны соотноситься, что затрудняет потерю треугольниками своей формы. Фермы способны противостоять силе большого веса по сравнению с прямоугольными конструкциями, изготовленными из тех же материалов, потому что направленная вниз сила, приложенная к углу треугольника, может легко распространяться по всей форме. Эти особенности треугольников делают стропильную конструкцию распространенной в технике и архитектуре.

Мост — распространенный тип ферменной конструкции. Многие мосты используют ряд простых ферм как часть своей конструкции, либо вдоль сторон, низа или на башнях, чтобы удерживать мост через стратегически важные промежутки. Также распространены автономные ферменные башни. В этом типе ферменной конструкции используется ряд двух- или трехмерных ферм, чтобы придать башне большую устойчивость и сделать ее менее склонной к изгибу при достижении большей высоты. Электрические башни, опоры мостов или строительные леса могут быть построены как ферменные башни.

В домах фермы обычно используются при строительстве крыши и пола. В кровле ферма может использоваться для каркаса крыши, а в напольном покрытии ферма может использоваться для создания платформы. Многие большие открытые платформы также могут быть построены с использованием ферм. Можно использовать двух- или трехмерные фермы, чтобы сохранить устойчивость конструкции, когда она движется к середине, вдали от опорных стоек, которые ее удерживают. В то время как большие платформы могут нуждаться в дополнительных опорах, использование ферменной рамы позволяет сделать их больше с меньшим количеством вертикальных опор.

Один специализированный тип ферменной конструкции известен как интегрированная ферменная конструкция. Эта система ферм состоит из множества частей, которые были собраны для создания Международной космической станции (МКС). На космической станции есть специальные фермы, на которых установлены солнечные батареи, системы питания и грузовые отсеки.

Все о фермах, часть 1 — The Firehouse Tribune

02 ноября 2015 г.

Николас Хиггинс в строительстве зданий

Как мы все знаем, строительство зданий сильно изменилось за последние 20-25 лет, особенно в связи с развитием все более популярного использования легких конструкций и их конструкционных компонентов. Причина его популярности проста; в этих конструкциях увеличивается несущая способность и повышается их экономичность.

Первоначально в этом посте я сказал, что это изменилось за последние 20-25 лет, но на самом деле изменения начали оказывать влияние на пожарную службу около 50-65 лет назад с развитием первой части структурного компонента, стропильные конструкции пола и крыши, которые были и в некоторой степени скреплены клеем.

Итак, давайте начнем с основных типов конструкций деревянных ферм.

Фермы легко узнать по их треугольной структуре из нескольких конструктивных элементов. Это то, что отличает их от других структурных продуктов. Благодаря своей конструктивной эффективности этот элемент является экономичным решением для многих конструкций, которые мы видим сегодня во всем мире (мосты и здания).

Когда речь идет о жилом строительстве, деревянные фермы скрепляются вместе, но в основном используются металлические пластины, которые изготавливаются из пиломатериалов размером 2×4 или 2×6. Любые фермы, построенные из пиломатериалов большего размера, обычно встречаются в домах, построенных по индивидуальному заказу, и из-за популярности таких домов сегодня это довольно часто встречается в новых пригородных застройках.

Ферма крыши

В конструкции фермы крыши три стороны треугольника называются «поясами», а детали, соединяющие верхний и нижний пояса вместе, называются «перемычками». «Соединители», которые соединяют пояса и стенки в современной системе ферм вместе, обычно выполняются пластинами с металлическими зубьями и чаще всего используются при сборке крыши фермы. В сборке ферменной крыши или иначе известной как ферма с шаговым поясом верхний пояс имеет наклон, а нижний пояс обычно горизонтальный, поскольку он будет непосредственно поддерживать потолок.

Ферма шагового хорда

Другим типом ферм, используемым в сборке ферм крыши, является ферма с параллельными поясами, но обычно она используется для формирования сборок перекрытий. В этом типе сборки фермы верхний и нижний пояса проходят параллельно верхнему поясу при сжатии и нижнему поясу при растяжении.

Параллельная поясная ферма

В фермах с параллельными и скатными поясами для соединения поясов и стенок широко используются соединители с металлическими зубчатыми пластинами (MPC). Эти соединители имеют многозубчатое покрытие и внедряются в древесные волокна с помощью гидравлического пресса.

Многозубчатые пластины

Как же эти фермы несут нагрузку?

Как мы все знаем из школьной геометрии, простой треугольник стабилен по своей природе, и все три его стороны равны. Это означает, что любая сила, приложенная к нему, будет передаваться по всем трем сторонам с ограниченным движением или изменением формы. Как упоминалось ранее, верхний пояс испытывает сжатие, а нижний — растяжение, когда система находится под так называемыми гравитационными нагрузками (т. е. динамическими нагрузками). Переменные нагрузки не следует путать с самой сборкой.

Перераспределение нагрузки

Эффективность конструкции деревянных ферм при воздействии внешних сил, таких как ураганы, землетрясения или пожары, может быть связана с двумя факторами.

Конструктивное резервирование и перераспределение нагрузки по полу или крыше

Находится внутри каждой фермы. Когда один элемент фермы выходит из строя, нагрузка, которую он несет, перераспределяется на оставшиеся элементы фермы. Кроме того, если одна из ферм потеряет свою прочность или жесткость, вся сборка — пол или крыша — будет перераспределять нагрузки через обшивку и/или раскосы на соседние фермы.

Когда один элемент фермы разрезается, целостность конструкции фактически нарушается. Однако само по себе это обычно не вызывает катастрофического коллапса. В большинстве случаев ферма по-прежнему будет нести большую часть первоначально приложенной нормальной нагрузки. Однако отрезанный элемент фермы вызовет явный дефект, который необходимо проверить. Если смотреть на полный крах системы, это зависит от многих факторов. Эти факторы будут включать в себя величину нагрузки, пролет фермы, а также целостность крыши и пола в условиях пожара или без него.

В следующей части этой серии статей мы обсудим другие типы более сложных конструкций деревянных ферм.

До следующего раза; работайте усердно, оставайтесь в безопасности и живите вдохновенно.

Об авторе

НИКОЛАС Дж. ХИГГИНС — пожарный с 14-летним стажем работы во всех департаментах Пискатауэй, штат Нью-Джерси. Ник занимал звания лейтенанта и капитана, а также был избран окружным комиссаром пожарной охраны на 1 срок (3 года) в Пискатауэе, штат Нью-Джерси.