stringtranslate.com

Деревянная ферма крыши

Две фермы с королевскими стойками, соединенные между собой и поддерживающие крышу.
Обозначения: 1:  коньковая балка, 2:  прогоны , 3:  обычные стропила. Это пример «двойной крыши» с основными и общими стропилами.

Деревянная ферма крыши — это деревянная конструкция, предназначенная для перекрытия пространства над комнатой и обеспечения поддержки крыши. Фермы обычно располагаются через равные промежутки времени и соединяются продольными брусьями, такими как прогоны . Пространство между каждой фермой называется пролетом . [1]

Стропила имеют тенденцию сплющиваться под действием силы тяжести, давя на стены наружу. Для больших пролетов и более тонких стен это может привести к опрокидыванию стен. Таким образом, пары противоположных стропил изначально были связаны друг с другом горизонтальной связующей балкой, образуя соединенные стропила. Но такие крыши были структурно слабыми и, не имея какой-либо продольной опоры, были склонны к расшатыванию и обрушению в результате горизонтального движения. Деревянные фермы крыши были более поздним, средневековым изобретением. [2] Ферма крыши скреплена поперечными связями в устойчивый, жесткий блок. В идеале он уравновешивает все боковые силы друг против друга и оказывает давление только прямо вниз на несущие стены. На практике могут возникнуть боковые силы; например, из-за ветра, чрезмерной гибкости фермы или конструкций, не допускающих небольших боковых перемещений концов фермы.

История

Пример деревянной фермы крыши

Верхние элементы фермы обычно называются верхним поясом , нижние элементы — нижним поясом, а внутренние элементы — перемычками. В исторических столярных изделиях верхние пояса часто называют стропилами , а нижний пояс часто называют связующей балкой . Существует два основных типа ферм деревянной крыши: закрытые, в которых нижний пояс горизонтален и находится у подножия фермы, и открытые, в которых нижние пояса приподняты, чтобы обеспечить больше открытого пространства, также известные как фермы с приподнятым нижним поясом. . [3]

Закрытые фермы

Различие закрытого и открытого типа используется для описания стропильных крыш двумя способами.

Закрытая ферма:

  1. Ферма со связующей балкой; или
  2. Каркас крыши с потолком, поэтому каркас не виден.

Открытая ферма:

  1. Ферма с прерывистой связующей балкой или ножничной фермой, позволяющая создать сводчатый потолок; или
  2. Каркас крыши открыт для обозрения, а не скрыт потолком. [4]

Королевская ферма

Ферма королевского столба.
Обозначения: 1:  королевская стойка, 2:  связующая балка, 3:  основные стропила, 4:  стойки.

Ферма королевского столба состоит из двух основных стропил, связующей балки и центральной вертикальной королевской стойки . [5] Самая простая из ферм, обычно используется в сочетании с двумя угловыми стойками.

Королевский столб обычно находится под напряжением и требует довольно сложных соединений с соединительной балкой и основными стропилами. В варианте, известном как ферма с королевским болтом (стержнем), королевский столб заменяется металлическим болтом (стержнем), обычно из кованого железа.

Ферма королевского столба

Ферма королевского столба.
Обозначения: 1:  царговые стойки, 2:  связующая балка, 3:  натяжная балка, 4:  основные стропила.

Ферма с фермой имеет две основные стропила и две вертикальные стойки . [5] Ферма королевской стойки увеличивает пролет, а в сочетании с сращенными соединениями в более длинных элементах увеличивает полезный пролет ферм этих типов. Как и в случае с королевским столбом, королевские столбы можно заменить железными стержнями и, таким образом, назвать фермой из королевских стержней. Эта ферма часто известна как палладиана (палладианская ферма) в Италии, поскольку ее часто использовал архитектор эпохи Возрождения Андреа Палладио . [6] [a] Иногда палладианскую ферму определяют как составную ферму с фермой королевской стойки и королевской стойки в одной сборке. [7]

Ферму королевской стойки и ферму королевской стойки можно объединить, используя натяжную балку фермы королевской стойки в качестве связующей балки для фермы королевской стойки, указанной выше. [8] Такие комбинации известны как составные фермы.

Лигендер Штуль

Немецкая иллюстрация прогонной крыши с фермой Ligendem Stuhl, выделенной синим цветом.

Liegender Stuhl – ферма немецкого происхождения; немецкое название используется в Америке . Эта ферма встречается в некоторых зданиях 18-го и 19-го веков, где немцы поселились в США. Дословный перевод — «лежачий стул», что означает, что верхние пояса расположены под углом или наклонены (а в данном случае стул в смысле опоры). столб или ферму). [9] Плотники в Нидерландах также использовали эту ферму, где она пишется как liggende stoel. [10]

Противоположностью является «Stehender Stuhl», распространенный тип фермы крыши, в котором простые вертикальные стойки заменяют более сложную опорную конструкцию на изображении (выделена синим цветом).

Открытые фермы

Арочная ферма

Ферма с одной арочной связью.
Обозначения: 1:  основные стропила, 2:  балка с воротником, 3:  арочные раскосы.

Не имея связующей балки, [11] арочная ферма (арочная раскоса) [12] придает более открытый вид внутренней части крыши. Основные стропила соединены между собой балкой с воротником, поддерживаемой парой арочных раскосов, которые придают конструкции жесткость и помогают передавать вес крыши через основные стропила на несущую стену. Ферма с двумя арками [12] имеет вторую пару арочных связей внизу, от стропила до блока или внутреннего подоконника: из-за цилиндрического внешнего вида эту форму называют вагонной, люлькой, бочкой или туннельной крышей. [13]

Ферма-молот

Ферма с одной балкой-молотом Chambers 1908 года

Крыша с балками-молотами стала кульминацией развития арочных ферм, позволяющих перекрывать большие пространства. Крыша Вестминстер-холла в Лондоне, спроектированная Хью Херландом и установленная между 1395 и 1399 годами, была самым большим помещением с деревянной крышей в средневековой Европе, охватывающим расстояние чуть более 20 метров (66 футов). [14] Считается, что это лучший пример фермы-молота в Англии. [15]

Фермы с молотковой балкой могут иметь одну или несколько молотковых балок. Крыша с фальш-молотом (ферма) имеет два определения: 1) на молотковой балке нет молотковой стойки [16] [17], как иногда встречается в ферме с арочными раскосами [18] или; 2) Балка молотка соединяется со стойкой молотка вместо того, чтобы стойка молотка приземлялась на балку молотка. [19]

Ножничная ферма

Ножничная ферма

Ножничная ферма получила свое название из-за того, что по форме напоминает ножницы (ножницы). Двумя определяющими особенностями ножничной фермы являются: 1) стык, где проходят нижние пояса (шарнир ножниц), должен быть прочно соединен и 2) стропильные ноги (верхний пояс) должны приземляться на нижние пояса. Если нижние пояса соединяются с нижней стороной верхних поясов, говорят, что конструкция имеет «ножничные связи» [20], а не ножничную ферму.

Распорка

Было доказано, что конструкции постоянных связей могут улучшить боковую устойчивость ферм крыши , особенно с J-поясами. Непрерывные боковые распорки могут предотвратить негативное воздействие боковых сил, поскольку они устанавливаются по диагонали для закрепления хорды . Однако влияние постоянных раскосов на стенку фермы различно, учитывая, что длина пояса будет определять количество мест раскосов. [21]

Готовые деревянные фермы

Сборные деревянные фермы дают преимущества при строительстве зданий благодаря точности машинного изготовления и, как правило, требуют меньшего количества древесины. [22] Однако это не учитывает изменения в конструкции конкретного объекта, которые требуют индивидуальной конструкции фермы.

Исторические деревянные фермы

Проблемы обслуживания деревянных ферм не ограничиваются новыми строительными проектами. Визуальную оценку можно использовать для оценки состояния исторических ферм. Это, наряду с испытаниями на несущую способность, можно использовать для определения наилучших возможных решений по ремонту старых ферменных систем. Для ремонта можно использовать металлические пластины и подходящий старинный материал, хотя 100% восстановление материала может быть затруднено, если деревянная ферма испортилась. Деревянные фермы MPC (Metal Plate Connected) обычно изготавливаются из обработанной древесины (пиломатериалов), а не из древесины (столбы из круглого дерева). [23]

Интерьер сарая в саду Бартрама с видом на деревянные фермы.

Соединения в деревянных фермах

Самые ранние соединения деревянных ферм состояли из шипо-пазовых соединений и, скорее всего, были изготовлены на строительной площадке из столбов. Поскольку большинство ранних ферм делались из необработанных столбов , последующая усадка приводила к растрескиванию в соединениях пазов и шипов . Кроме того, шипо-пазовые соединения в старых фермах располагались в самом слабом месте стойки, что ускоряло выход из строя. Большая часть ранних конструкций соединений ферм предполагала поведение конструкции под нагрузками. Вот почему отверстия были просверлены немного не по центру, что позволяло колышку естественным образом стягивать столбы вместе под действием силы тяжести. [24]

Смотрите также

Рекомендации

Примечания

  1. Палладиана использовалась в Италии за много лет до времен Палладио, но получила его имя из-за ее широкого использования в зданиях, которые он спроектировал . [6]

Цитаты

  1. ^ Керл, Джеймс Стивенс (2006), «ферма», Словарь архитектуры и ландшафтной архитектуры (онлайн-изд.), Oxford University Press, ISBN 978-0-19-860678-9, получено 1 декабря 2012 г. (требуется подписка)
  2. ^ Стейн (1984), с. 196
  3. ^ Левандоски, Ян, Джек Собон и Кеннет Роуэр. Исторические американские фермы крыши. Беккет, Массачусетс: Гильдия лесозаготовителей, 2006. 48. ISBN 0970664346. 
  4. ^ Группа исследования жилых зданий (Суррей, Англия), http://www.dbrg.org.uk/GLOSSARY/Open%20truss.html
  5. ^ ab Глоссарий австралийских строительных терминов - третье издание. (NCRB)
  6. ^ аб Валериани, Симона (август 2006 г.), «Крыши Рена и Джонса: миграция технических знаний семнадцатого века из Италии в Англию». Рабочие документы о природе доказательств: насколько хорошо «факты перемещаются?» (PDF) , факультет экономической истории Лондонской школы экономики , получено 22 декабря 2012 г.
  7. ^ Материалы Третьего ежегодного конгресса по истории строительства, май 2009 г. Рисунок 1. На основе Сачеро, К., 1864: Sulla stabilità delle Armature dei Tetti. Giornale del Genio Militare 2. 250. http://www.bma.arch.unige.it/PDF/CONSTRUCTION_HISTORY_2009/VOL3/TURRI-Zamperin_Cappelletti_1_paper-revised_layouted.pdf, по состоянию на 24 декабря 2012 г.
  8. ^ Йоманс (2003), с. 42
  9. ^ Андерегг, Жан. Holzbaukunst: Fachwerk, Dachgerüst, Zimmermannswerkzeug: systematisches Fachwörterbuch = Архитектура в лесу: строительство в дереве, charpente de toit, outils du charpentier: dictionnaire spécialisé et systématique = Архитектура в дереве: деревянная конструкция, каркас крыши, столярные инструменты: специализированные и систематический словарь. Мюнхен: KG Saur, 1997.: 65. ISBN 3598104618. 
  10. ^ Герман Янсе, Хаутен каппен в Нидерландах, 1000-1940 гг. Delftse Universitaire Pers, Делфт / Rijksdienst voor de Monumentenzorg, Zeist 1989.
  11. ^ Харрис (2003), стр. 75–77.
  12. ^ Аб Чаппелл, Стив. Мастерская деревянного каркасника: столярные изделия, проектирование и изготовление традиционных деревянных каркасов . Браунфилд, штат Мэн: Fox Maple Press, 1998. 115. Печать.
  13. ^ Уэвелл, Уильям и Ф. де. Лассо. Архитектурные заметки о немецких церквях; с заметками, написанными во время архитектурного тура по Пикардии и Нормандии .. 3-е изд. Кембридж: Дж. и Дж. Дж. Дейтон; [и др.], 1842. 44. Печать.
  14. ^ Стейн (1984), стр. 196–97.
  15. ^ Уэббер, Фредерик Г.. Плотницкие и столярные изделия. Метуэн и Ко, Лондон: 1898. 152.
  16. ^ Дэвис, Николас и Эркки Йокиниеми. Словарь архитектуры и строительства. Амстердам: Elsevier/Architectural Press, 2008. 144.
  17. ^ Алкок, Северо-Запад. Учет деревянных каркасных зданий: иллюстрированный глоссарий. Лондон: Совет британской археологии, 1989.
  18. ^ Шарп, Джеффри Р.. Исторические английские церкви: путеводитель по их конструкции, дизайну и особенностям. Лондон: IB Tauris, 2011. 111. рис. 61.
  19. ^ Вуд, Маргарет. Английский средневековый дом. Лондон: Ferndale Editions, 1980, 1965. 319.
  20. ^ Левандоски, Ян, Джек Собон и Кеннет Роуэр. Исторические американские фермы крыши. Беккет, Массачусетс: Гильдия лесозаготовителей, 2006. 7. ISBN 0970664346. 
  21. ^ Конструкция постоянных связей для перемычек и поясов деревянной крыши MPC, Forest Products Journal, 51 (7), 73-81
  22. ^ «Преимущества сборных деревянных ферм крыши».  Гражданское строительство (10212000)  24, вып. 7:47-48.  Business Source Complete , хост EBSCO  (по состоянию на 8 ноября 2017 г.)
  23. ^ Неразрушающая оценка, полномасштабные испытания на несущую способность и локальные вмешательства на двух исторических фермах крыши с деревянными воротниками. Инженерные сооружения, 140.
  24. ^ «Ранние соединения деревянных ферм против усадки древесины: от врезных и шиповых соединений к болтовым соединениям», Бюллетень APT , Vol. 27, № 1/2, Дань уважения Ли Х. Нельсону (1996), стр. 11–23.

Библиография

Внешние ссылки