Вопросы по стропильным системам - 8

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

в фермах не силён, но логика подсказывает, что:

т. к. в ферме стержни испытывают нагрузки лишь на сжатие и растяжение, то
- случай с сжатием несколько снимает нагрузку с крпежа за счёт упора дерева в дерево.
- оба случая при монтаже в одной плоскости - порождают нагрузки в этой-же плоскости.

Если-же крепеж внахлёст выполнен с одной стороны - то
- вся нагрузка ляжет на сам крепеж
- будут появляться поперечные усилия, особенно с учётом податливости гвоздевого соединения (шпилька - то же самое).. грубо - под нагрузкой ферма начнёт выгибаться вбок только благодаря своей конструкции.
но решение этому есть и оно простое - при креплении внахлёст нижний и верхний пояс делаются с двух сторон от подкосов - получаем симметричный профиль конструкции.
Так делали и в жизни (промышленности)... вплоть до того, что в дощато-гвоздевых фермах при больших нагрузках - вместо разреженных подкосов делали в сплошную диагональную зашивку досками (точнее два перпендикулярных слоя диагональных зашивок - мол, коротких досок/обрезков и не жалко)..

диаметр болта - думаю, можно взять калькулятор ферм, посмотреть сколько нужно гвоздей и перевести их в болты. к сожалению - перевод не по площади сечения, а по диаметру. точно не знаю почему - наверное, потому что важна не столько прочность стального сечения стержня, сколько прочность окружающей его древесины. вобщем - смотрите таблицы (или калькулятор), сколько несёт нагельный крепёж в древесине. если болт/шпилька 16мм - заменит всего лишь 4 гвоздя по 4мм... - то есть-ли смысл в таких шпильках?

в любом случае, при выбре ферм - желательно сделать максимально-возможную в ваших условиях высоту.

играйтесь в большую сторону (по крайней мере, до высоты 1м - легко)..

сталь отличается от дерева (в лучшую сторону) и как материал, и особенно в характере точек крепления. но когда не было так много стали, как сейчас - фермы делали из дерева - большие и прочные.
так что, кто у кого скопировал - это вопрос. наверняка "наука" о стальных фермах выросла на почве, подготовленной деревянными фермами.

 

Все же приходится спустя 2 года возвратиться к ранее поднятому здесь вопросу:
https://www.forumhouse.ru/posts/30506335/

Хоть за две зимы моя срощенная балка из двух досок 50*200 сплашмя на проеме 5700 вроде пока не просела, но думаю, когда я стропила 50*150 с утеплением 200 через брусок 50*50 обошью с внутренней стороны ГКЛ (через брус 25*50), то легче ей явно не станет+старость?

А посему пока отделки нет, и пока она не просела (в ожидании нормативных нагрузок) - думаю разорву-ка лучше пока не поздно под балкой по центру пароизоляцию, вскрою на полу фанеру 10мм, обрешетку дюймовку там как нито вкрою, и поставлю опору из трех сращенных 50*150 с опиранием на межэтажную лагу 50*200, которая перекрывает проем первого этажа в 316мм. Сама балка цельная 6000мм.

Отсюда вопрос: а допускается ли такое опирание на балку перекрытия на расстоянии 30-35 см от ее опирания самой на несущую внутреннюю стену с армопоясом? (эта стена сама не под коньковой балкой)
Если да, то как лучше это сделать?
Может допускается опиреть прям на пирог, но над балкой? Где синим (место опирания) обрешетка временная. Но судя по фотке, в месте опирания (чуть на себя от края фанеры, что по центру окон), обрешетку нужно все же подкладывать, как специально не попадает на ее!

з. ы. на сегодня (а тогда принципиально нет) я в принципе смирился уже с этим столбом в спальне, это все-таки спальня бани (гостевого дома), так что опора вполне вписывается в данную концепцию этого здания)

 

Мне тут кое-что попалось

ещё нашёл, что 16 болт самой минимальной прочности на срез держит до 3.6т. такой нагрузки в моей ферме ни на один болт не будет. Почему я топлю за болт вместо гвоздей, просто я кровельщик, а не счетовод. И знаю точно, что гвозди, хоть сотня в соединении, не стягивают доски между собой до конца плотно, так как доски всегда не плоские. Так что сила трения, точнее площадь соприкосновения, будет значительно меньше, чем при болтах. Два 16 болта стянут три доски намертво. И это будет надёжнее гвоздей.
Высота, да, сделаю максимальной. Около двух метров.

 

@Топор, а в дереве несущая способность нагеля M16 составляет хорошо если 266 кг.

 

М16? А без резьбы по дереву нельзя обойтись?

 

@anizotrop, а шпилька/болт бывают без резьбы?

 

Я шпильки не рассматриваю, только полнотелый болт. 266 кг ? а гвоздь тогда сколько ?

 

@Топор, шпилька, болт, пруток, гвоздь, всё суть нагели. Прелесть гвоздей в том, что расставив с рекомендуемой сеткой достаточно посчитать несущую способность и готово. Что не скажешь о всём, что более 6 мм диаметр имеет и требует дополнительно расчёта скалывания, смятия, а может и ещё чего я не помню.

Цифру "а сколько вешать в граммах" всегда можно выяснить здесь https://mycalcs.ru/nails/index.html

Но не все требования проверяются и ничто более несущей способности не вычисляется.

 

Это высосанная из пальца ахинея, под соусом из греческих букв.

Вот картинки поведения гвоздевого соединения, при испытаниях на разрушения:

Из них, должно быть понятно, как работает гвоздевое или нагельное соединение.
Допустимая нагрузка на гвоздевое или нагельное соединение (на примере несимметричного соединения двух элементов), определяется из условий:
- смятие древесины в первом элементе;
- смятие древесины во втором элементе;
- изгиб (!) гвоздя или нагеля. Никакой ни срез, а изгиб. Причем, изгиб не гвоздя/нагеля самого по себе (например, в воздухе), а изгиб в среде древесины.

Берется минимальное из 3-х значений.

Если под нагрузкой нагель промял древесину первого или второго элемента, или слегка изогнулся - значит, в следующий раз нагрузка будет приложена к уже деформированному соединению, и продолжит его деформировать дальше.
Допустимая нагрузка - это та, которая не приводит ни к смятию древесины, ни к деформации нагеля.

Тем более, не учитывается трение между элементами, которые внутри года типично меняют свою влажность на 5-6%, их толщина меняется при этом на 1-2% (в зависимости от распила).
Более того, при расчете защемленной части гвоздя явно вычитают по 2 мм на каждый шов сплачивания, имея в виду, что первоначальный плотный контакт элементов со временем пропадет.

 

Я не только картинки, я видео смотрел как разрушается гвоздевое соединение. Одного гвоздя. С цифрами. Но это всё не то. Я же не про цифры спрашивал. Их я тоже посмотрел в майкалкс. Гвоздь 4 мм 60 кг, 5 мм - 83, а болт 16 мм - 256 (только почему-то вопреки любому калькулятору когда я своим весом 100 кг встаю на такое соединение, оно не разрушается, вообще ничего не происходит). Речь шла о том, что люди (и я тоже) уже сделали фермы на болтах, которые успешно держат крыши. У меня с памятью не так хорошо сейчас, вот недавно вспомнил, в 2008 сделал ферму 6 м длиной, высотой 1 м. Соединения - 4 120мм гвоздя. На эту ферму как на средний прогон опирается 10метровый скат. Тогда у меня интернета не было, спросить не у кого, проект только картинка из журнала. Сделал, стоит этот дом, всё в порядке. Т. е. хотелось узнать ещё об уже сделанных подобных вещах. Наверное, надо было спросить у коллег, в другом разделе. Они - то всяких конструкций видели .

 

@Топор, всё что было сделано можно оценить через 50 лет. До этого процесс условно называется сопоставительной фаллометрией.

PS. (Н) Надёжность. Та самая надёжность, что увязана на теорию вероятности и шанс в 9x.xxx% выдержать нагрузку возникающую раз в 50 лет с учётом старения материалов и рукожопости исполнителей.

 

Допустимая нагрузка - это та, которую можно прикладывать многократно, на протяжении 50-ти лет эксплуатации, без последствий для соединения. То есть, сняли нагрузку - соединение через некоторое время полностью восстановилось.
Причем, это с учетом того, что за 50 лет эксплуатации древесина потеряла свои свойства. Например, считается, что под нагрузкой от веса конструкций и снеговой нагрузкой, сопротивление смятию древесины уменьшается за 50 лет в 1.5 раза.
А что такое расчетное сопротивление смятию? Это величина с "обеспеченностью 99%". То есть, у 99% образцов древесины заданного сорта, она выше этого значения. Возможно, у конкретно взятой деревяшки, сопротивление смятию раза в полтора выше.

То есть, когда мы встаем на свежесобранное соединение, что уберегает нас от падения:
- "свежее" дерево. Через 50 лет эксплуатации, оно будет совсем другим.
- с большой долей вероятности, это не доска из 1% худшей древесины, для своего сорта.
- кратковременность нагрузки. Древесина ведет себя по-разному, при кратковременных и долговременных нагрузках. Кратковременно нагрузку выдерживает, а долговременно сминается.

Кроме того, никто не обещал, что под Вашим весом не произошла деформация соединения, скажем, изгиб болта на доли миллиметра.
Для одной и той же древесины, при одной и той же кратковременной нагрузке, разница между допустимой нагрузкой (соединение полностью восстанавливается) и разрушающей - типично, раза в 3. И целый спектр промежуточных состояний, с той или иной степенью деформации соединения.

Теперь, про соотношение гвоздя и болта
На примере гвоздей. Из трех условий (смятие в элементах или изгиб гвоздя), в подавляющем большинстве случаев, определяющими являются смятия в элементах. Чтобы определяющим стал изгиб, длина защемления гвоздя в каждом элементе должна быть больше 10 диаметров гвоздя.
А раз определяющим является смятие, то оно зависит от площади смятия, пропорциональной диаметру гвоздя. Для элементов равной расчетной толщины, формула (уже с поправкой на срок эксплуатации) 0.35*c*d, где с- толщина элемента, d - диаметр гвоздя.
Точно так же, и для болта (стального нагеля), при равной расчетной толщине соединяемых элементов, дело вообще не доходит до изгиба, речь идет только про смятие в элементах. А это, как было сказано, зависит от диаметра нагеля, а не от площади его сечения.
Формула, опять же 0.35*c*d.
То есть, стальной нагель (болт) пересчитывается в гвозди примерно пропорционально диаметру.

И еще один нюанс. В многочисленных экспериментах установлено, что допустимая нагрузка на гвоздь практически не зависит от направления действия приложенной нагрузки. А для болта - зависит. Допустимая нагрузка, когда болт сминает доску поперек волокон, заметно меньше, чем когда он сминает волокна вдоль.

 

Ну вот оно и есть - один к четырём (болт к гвоздю).. Ваши 100кг на какое соединение?
На 1 свежезабитый гвоздь 4*100мм?
Конечно. и на 3 гвоздя (особенно под углом) - можно нагрузить гораздо больше, чем 200кг. но речь идёт о допуске нагрузок, которые на горизонте десятков лет - все ещё не будет проминать дерево гвоздем.

Аналогично со шпилькой
- я тоже в них верил. но вот мой уличный кран, местами собранный на болты и шпильки 12-16мм, из досок, которым тем летом было уже около года -
после зимы показал послабление болтовых соединений на "несколько" миллиметров - т. е. до уровня "расхлябанности".
Не везде, но в нескольких местах. а прикручивал с хорошим усилием, с большими шайбами.

 

Совершенно верно.

А после лета будет ещё ослабление. На одном доме стропильная конструкция была собрана на болтах, подтягивали их три года. Потом болты уже не тянулись. Представьте что происходит с гвоздевыми соединениями, между соединяемыми досками появляются щели и подтянуть их невозможно. А с болтами можно.

Как никто, а я?

Вот, сейчас мы и подошли к важному. Значит, есть опытные (эксперманент тяжелее выговорить) данные, а не только расчётные по нагрузкам на такие соединения. Я о чём и толкую. Мои данные говорят, что болтовые соединения в фермах весьма успешно выполняют возложенные на них задачи. Лучше гвоздевых. А ваши ? Есть такие опыты ?

Выходит, сделанное в СССР как раз рукожопыми, без нормальных инструментов, без всяких проектов, без знания СНиП оценивается как супер. Когда попадаешь на чердак старого дома можно не искать там правильно выполненные узлы. Нет ветровых связей, нет зарубок в мауэрлат и коньковый брус, часто и мауэрлата нет и конькового бруса. В соединениях по два гвоздя. И всё это стоит по 50 по 70 лет, неизвестно сколько ещё бы простояло, но решили менять кровельное покрытие, так заодно и стропила.

 

Бывают деревянные круглые нагели, которыми вполне логично исполнять соединения, если всё равно ориентироваться на смятие древесины.