Трапециевидные фермы. 
Конструкции из дерева и пластмасс. 
Проектирование деревянных ферм

Трапециевидные фермы имеют небольшой уклон верхнего пояса, что определяет их предназначение в покрытиях с металлическими или наливными кровлями. Учитывая, что мягкие кровли по деревянным конструкциям в последние годы применяются редко, то и область применения трапециевидных ферм ограничились, хотя с конструктивной точки зрения они представляют определенный интерес. Фермы применяют в двухскатных покрытиях зданий с пролетом 12—24 м. Решетка в фермах треугольная со стойками. При этом используют два варианта решетки — с нисходящими и восходящими опорными раскосами.

Нисходящие опорные раскосы испытывают сильное растяжение, а восходящие — сжатие. Кроме того, в фермах с нисходящими опорными раскосами первая панель нижнего пояса не работает, а в фермах с восходящими опорными раскосами не работает первая панель верхнего пояса. Эго вызывает определенные конструктивные особенности, поскольку и в том, и в другом случае ферма превращается в пятиугольную с ломаным очертанием либо нижнего, либо верхнего пояса.

Длина панели по верхнему поясу принимается достаточно большой, равной ¼ или 1/6. Это приводит к сокращению количества узлов, но вызывает дополнительную работу верхнего пояса на изгиб от действия внеузловой нагрузки. С целью уменьшения величины расчетного изгибающего момента в узлах верхнего пояса следует создавать эксцентриситеты, опирая элементы пояса в узлах только нижней частотою сечения, аналогично фермам треугольным или многоугольным.

Верхний пояс в индустриальных фермах выполняется из клееных элементов достаточно мощных поперечных сечений, так как размер панели большой, при пролете фермы 24 м длина панели верхнего пояса составляет почти 6 м. При меньших пролетах фермы верхний пояс может быть выполнен из цельных брусьев (одиночных или спаренных).

Нижний пояс и нисходящие опорные раскосы в металлодеревянных фермах выполняются из спаренных металлических уголков. Сжатые стойки и раскосы выполняются деревянными из цельных или клееных брусьев.

Узлы трапециевидных ферм показаны на рис. 5.10 и 5.11, где приведены узлы для фермы с растянутыми и со сжатыми опорными раскосами.

Рис. 5.10. Клееная трапециевидная ферма пролетом 17,7 м со сжатым опорным раскосом:

а — опорный узел; б — средний узел верхнего и нижнего поясов; в — промежуточный узел верхнего пояса, стыка пояса, присоединение опорного и среднего раскосов.

Рис. 5.11. Клееная ферма пролетом 17,7 м с растянутыми опорными раскосам. Детали узлов.

Расчет трапециевидных ферм практически не отличается от расчета ферм многоугольных или треугольных. При найденных расчетных усилиях верхний пояс — рассчитывается как сжатоизгибаемый элемент, нижний пояс — как растянутый, а элементы решетки как центрально-сжатые или центрально-растянутые элементы. Если верхний пояс разрезной, то расчетный изгибающий момент определяется как.

где М — балочный изгибающий момент (для разрезного пояса . qd²

м_(/ = ——); M_N момент от продольной силы в поясе, приложенной с эксцентриситетом «е». M_N — N? е.

Если верхний пояс неразрезной (обычно на две панели), то расчет трапециевидных ферм производится так же, как и многоугольных фермах.

При проверке устойчивости сжатых элементов фермы за расчетную длину элементов принимают их фактическую, т. е. расстояние между центрами узлов фермы, металлические пластинынаконечники, прикрепляющие сжатые элементы к узлам фермы, также проверяются на устойчивость с расчетной длиной, равной расстоянию между центром узла и первым от торца болтом. Расчет центрового болта в узле ведется на равнодействующую усилий в стойке и в раскосах, которые навешиваются на болт. Проверяется прочность их на изгиб и на срез.