Меню разделаНа главную

КРЫШИ НА ПРОГОНАХ И ФЕРМАХ

Болтовые конструкции узлов

Главным недостатком крыш, собранных на врубках являются их высокая трудоемкость и неравномерное высыхание древесины.

Высыхающая древесина практически не теряет длины и сильно уменьшается в толщине.  При этом поперечное усыхание различается на тангенсальное и радиальное, у которых тоже различное значение усушки. В процентном соотношении это выглядит примерно так: после высыхания древесина может потерять 0,01% длины; 12% толщины по тангенсальному направлению и до 20% по радиальному направлению.

Особенно сильно такое неравномерное высыхание сказывается в узлах с перпендикулярным или угловым соединением деревянных элементов. Примером может служить узел врубки затяжки в стропильную ногу. Со временем вырубка, сделанная в стропильной ноге, не изменит своего размера вдоль волокон, а затяжка усохнет поперек волокон и в узле появятся щели. Далее может произойти деформация всей стропильной системы (рис. 75).

Изменение во времени узла врубки затяжки в стропильную ногу
Рис. 75. Изменение во времени узла врубки затяжки в стропильную ногу

Для уменьшения трудоемкости работ по изготовлению врубок и компенсации негативного эффекта высыхания древесины были разработаны новые технологический приемы изготовления узлов: на зубчатых шайбах и на разрезных кольцах (рис. 76).

Назовем этот тип конструкций болтовыми фермами, по аналогии с тем, что предыдущие конструкции назывались фермами на врубках. А растянутую затяжку или сжатый ригель соединенный со стропилами зубчатыми шайбами или разрезным кольцом далее будем называть хомутом. Поскольку он может работать как на сжатие, так и на растяжение конструкции.

Конструкция с узловыми соединениями зубчатыми шайбами изготавливается следующим образом. Ферма укладывается на ровную поверхность либо в кондуктор и выверяется по размерам, после чего закрепляется струбцинами. В местах укладки двухсторонних зубчатых шайб просверливаются отверстия под болты. Сверлить отверстия можно диаметром не более чем на 1,5 мм превышающем диаметр болта, выбранного по расчету. При сверлении необходимо держать сверло строго вертикально, иначе сборка фермы будет неправильной. После сверления первой фермы ее можно использовать как шаблон для изготовления других ферм. Далее, между элементами фермы укладываются зубчатые шайбы, а в просверленные отверстия вставляются запрессовочные шпильки и надеваются стальные шестимиллиметровые шайбы размером 100×100 мм. Шпильки изготавливаются из высокопрочной стали. Закручиванием гаек производится запрессовка двухсторонних шайб в древесину элементов фермы. По окончании запрессовки шпилька и запрессовочные шайбы переносятся на другой узел, а в этот вставляются обычная шпилька или болт и обычные трехмиллиметровые шайбы размером 50×50 мм.

Узлы болтового соединения с зубчатой шайбой и разрезным кольцом
Рис. 76. Узлы болтового соединения с зубчатой шайбой и разрезным кольцом

В узле, изготовленном таким способом, на сжатие и растяжение работает шайба. Болтом подтягивают соединение после усушки древесины. Гайки должны быть сильно затянуты, но не перетянуты. Шайба несет до 75% нагрузки, болт — 25%.

Аналогичным образом производится сборка ферм с узлами на разрезных кольцах, но здесь не требуется запрессовки кольца. Его погружают в заранее просверленные канавки сверлом-коронкой на обеих частях соединяемых элементов. Разрез на кольце делается для компенсации температурного расширения металла кольца.

Двухсторонняя зубчатая шайба или разрезное кольцо обеспечивают более надежное и крепкое соединение, чем просто болт без кольца или шайбы. Во-первых, узел лучше работает в условиях смены температур, а во-вторых обеспечивается большая площадь поверхности зацепления деталей.

В болтовых фермах для соединения сжатых элементов могут использоваться врубки, но чаще применяется непосредственное стыкование одного деревянного элемента в другой с закреплением боковыми накладками с гвоздевым креплением.