Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Две фермы королевских столбов, соединенные для поддержки крыши.
Условные обозначения: 1:  коньковая балка, 2:  прогоны , 3:  общие стропила. Это пример «двойной крыши» с основными и общими стропилами.

Ферм крыши древесины представляет собой структурные рамки древесных пород , предназначенных для преодоления пространства над комнатой и обеспечить поддержку для крыши. Фермы обычно возникают через равные промежутки времени, соединенные продольными балками, такими как прогоны . Пространство между каждой фермой называется заливом . [1]

Стропила имеют тенденцию сгибаться под действием силы тяжести, давя на стены наружу. Для больших пролетов и более тонких стен это может опрокинуть стены. Таким образом, пары противостоящих друг другу стропил первоначально были связаны вместе горизонтальной анкерной балкой, образуя спаренные стропила. Но такие крыши были конструктивно слабыми, и без какой-либо продольной опоры они были склонны к раскачиванию, разрушению в результате горизонтального движения. Деревянные стропильные фермы возникли позже, в средневековье. [2]Ферма крыши скреплена поперечными связями в устойчивый жесткий блок. В идеале он уравновешивает все боковые силы друг с другом и толкает только прямо вниз на опорные стены. На практике могут развиваться боковые силы; например, из-за ветра, чрезмерной гибкости фермы или конструкций, которые не допускают небольших боковых перемещений концов фермы.

История [ править ]

Пример деревянной стропильной фермы

Верхние элементы фермы обычно называются верхним поясом , нижние элементы - нижним поясом, а внутренние элементы - перемычками. В исторической плотницких верхние аккорды часто называют стропила , а нижний пояс часто называют анкерной балке . Существует два основных типа деревянных кровельных ферм: закрытые, в которых нижний пояс горизонтален и находится у подножия фермы, и открытый, в которых нижние пояса поднимаются, чтобы обеспечить больше открытого пространства, также известные как приподнятые нижние пояса. . [3]

Закрытые фермы [ править ]

Различие «закрытый / открытый» используется двумя способами для описания стропильных крыш.

Закрытая ферма:

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

Открытая ферма:

  1. Ферма с прерывистой балкой или ножничная ферма, позволяющая получить сводчатый потолок; или же
  2. Каркас крыши открыт для обозрения, а не скрыт потолком. [4]

Ферма королевского столба [ править ]

Ферма королевского столба.
Условные обозначения: 1:  центральная стойка, 2:  поперечная балка, 3:  основные стропила, 4:  распорки.

Ферма королевского столба имеет два основных стропила, поперечную балку и центральную вертикальную королевскую стойку . [5] Самая простая из ферм, обычно используется в сочетании с двумя угловыми стойками.

Центральная стойка обычно находится под напряжением и требует сложных соединений с анкерной балкой и основными стропилами. В варианте, известном как ферма с королевским засовом (стержнем), центральная стойка заменяется металлическим болтом (стержнем), обычно из кованого железа.

Ферма столба королевы [ править ]

Ферма столба королевы.
Условные обозначения: 1:  стойки цоколя, 2:  анкерная балка, 3:  натяжная балка, 4:  основные стропила.

Королева пост стропильной имеет два основных стропил и две вертикальные сообщения королева . [5] Ферма стойки цоколя увеличивает пролет, а в сочетании со стыковочными соединениями в более длинных элементах увеличивает полезный пролет для ферм этих типов. Как и в случае с королевской стойкой, стойки ферзя могут быть заменены железными стержнями и, таким образом, названы фермой стержней ферзя. Эта ферма часто известна как палладиана (палладианская ферма) в Италии, так как она часто использовалась архитектором эпохи Возрождения Андреа Палладио . [6] [a] Иногда палладианская ферма определяется как составная ферма с фермой королевы и королевской стойки в одном сборке. [7]

Ферму стойки королевы и ферму столба королевы можно комбинировать, используя натяжную балку фермы стойки королевы в качестве поперечной балки для фермы королевской стойки выше. [8] Такие комбинации известны как составные фермы.

Лигендер Стул [ править ]

Немецкая иллюстрация прогонной крыши с фермой liegendem 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 - «лежащий стул», что означает, что верхние пояса наклонены или наклонены (и стул в смысле опоры, в данном случае - столб или ферма). [9] Плотники в Нидерландах также использовали эту ферму, где это пишется liggende stoel. [10]

Напротив, это «Stehender Stuhl», который представляет собой распространенный тип стропильных ферм, где простые вертикальные стойки заменяют более сложную опорную структуру на изображении (выделено синим).

Открытые фермы [ править ]

Арочная ферма [ править ]

Одинарная арочная ферма.
Условные обозначения: 1:  основные стропила, 2:  балка воротниковая, 3:  раскосы арки.

Не имея анкерного бруса [11], ферма с арочной связкой [12] придает более открытый вид внутренней части крыши. Основные стропила связаны балкой-воротником, поддерживаемой парой арочных распорок, которые укрепляют конструкцию и помогают передавать вес крыши вниз через основные стропила на опорную стену. Ферма с двойной аркой [12] имеет вторую пару арочных распорок ниже, от стропил до блока или внутреннего подоконника: из-за цилиндрической формы эта форма называется крышей вагона, люльки, бочки или туннеля. [13]

Ферма Hammerbeam [ править ]

Одинарная ферма-молот Chambers 1908

Hammerbeam крыша была кульминацией развития арки-приготовился фермы, позволяя больше пространства , чтобы быть натянутой. Крыша вестминстерского зала в Лондоне, спроектированная Хью Херландом и установленная между 1395 и 1399 годами, была самой большой крытой деревянной крышей в средневековой Европе, простирающейся на расстояние чуть более 20 метров (66 футов). [14] Считается, что это лучший образец фермы из молотковой балки в Англии. [15]

Фермы с молотковой балкой могут иметь одну или несколько молотковых балок. Крыша из фальш-балки (ферма) имеет два определения: 1) на балке-молотке [16] [17] нет стойки для молотка, как это иногда бывает в фермах с арочной распоркой [18] или; 2) Балка молота присоединяется к стойке молота вместо того, чтобы стойка молота приземлялась на балку молота. [19]

Ножничная ферма [ править ]

Ножничная ферма

Ножничная ферма получила свое название от формы ножниц (ножниц). Двумя определяющими характеристиками ножничной фермы являются: 1) соединение, в котором проходят нижние пояса (шарнир ножниц), должно быть прочно соединено, и 2) стропильные ноги (верхний пояс) должны упираться в нижние пояса. Если нижние пояса соединяются с нижней стороной верхних поясов, сборка называется «скрепленной ножницами» [20], а не ножничной фермой.

Крепление [ править ]

Было доказано, что конструкции постоянных связей могут улучшить поперечную устойчивость стропильных ферм , особенно с j-образными поясами. Непрерывные боковые распорки могут предотвратить негативное воздействие боковых сил, будучи установленными по диагонали для фиксации пояса . Однако постоянные распорки влияют на стенку фермы по-разному, учитывая, что длина пояса будет определять количество мест расположения распорок. [21]

Готовые деревянные фермы [ править ]

Сборные деревянные фермы предлагают преимущества при строительстве зданий за счет точности машинного изготовления и, как правило, используют меньше древесины. [22] Однако при этом не принимаются во внимание конструктивные изменения для конкретного объекта, которые требуют индивидуальной конструкции фермы.

Исторические деревянные фермы [ править ]

Проблемы обслуживания деревянных ферм не ограничиваются новыми строительными проектами. Визуальную оценку можно использовать для оценки состояния исторических ферм. Это вместе с испытаниями на несущую способность может быть использовано для определения наилучших возможных решений для ремонта старых стропильных систем. Для ремонта можно использовать металлические пластины и подходящий старинный материал, хотя 100% восстановление материала может оказаться затруднительным, если деревянная ферма разрушилась. Деревянные фермы MPC обычно изготавливаются из пиломатериалов, а не из древесины. [23]

Интерьер амбара в саду Бартрама с видом на деревянные фермы.

Соединения в деревянных фермах [ править ]

Самые ранние соединения деревянных ферм состояли из врезных и шиповых соединений и, скорее всего, создавались на строительной площадке с помощью столбов. Поскольку большинство ранних ферм были сделаны из необработанных столбов , последующая усадка приведет к растрескиванию шипов и пазов . Кроме того, шип-шиповые соединения в старых фермах были расположены в самом слабом месте стойки, что ускорило разрушение. Большая часть ранних конструкций соединений фермы предполагала поведение конструкции под нагрузками. Вот почему отверстия были просверлены немного не по центру, чтобы колышек естественным образом стягивал стойки вместе под действием силы тяжести. [24]

См. Также [ править ]

  • Гнутый (структурный)
  • Ответная рамка
  • Деревянный каркас
  • Ферменный мост

Ссылки [ править ]

Примечания

  1. ^ Palladiana использовались в Италиитечение многих лет до времени Палладио, но был дан его имя изза его широкое использование в зданияхон спроектировал. [6]

Цитаты

  1. ^ Curl, Джеймс Стивенс (2006), «ферма», Словарь архитектуры и ландшафтной архитектуры (онлайн-редактор), Oxford University Press , получено 1 декабря 2012 г. (требуется подписка)
  2. ^ Steane (1984) , стр. 196
  3. ^ Lewandoski, Ян, Джек Собон и Кеннет Гребец. Исторические американские стропильные фермы. Беккет, Массачусетс: Гильдия лесорубов, 2006. 48. ISBN 0970664346 
  4. ^ Группа исследования внутренних зданий (Суррей, Англия), http://www.dbrg.org.uk/GLOSSARY/Open%20truss.html
  5. ^ a b Глоссарий австралийских строительных терминов - третье издание (NCRB).
  6. ^ a b 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» путешествуют? » ( PDF ) , факультет экономической истории Лондонской школы экономики , получено 22 декабря 2012 г.
  7. ^ Труды третьего ежегодного конгресса по истории строительства, май 2009 г. Рисунок 1. на основе Sachero, C., 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 24.12.2012
  8. ^ Йомэнс (2003) , стр. 42
  9. ^ Андерегг, Жан. Holzbaukunst: Fachwerk, Dachgerüst, Zimmermannswerkzeug: systematisches Fachwörterbuch = Architecture en bois: construction en pan de bois, charpente de toit, outils du charpentier: dictionnaire spécialisé et systématique = Архитектура из дерева: деревянные каркасные конструкции, каркасные конструкции из дерева и систематический словарь. Мюнхен: KG Saur, 1997.: 65. ISBN 3598104618. 
  10. ^ Герман Янсе, Houten kappen в Нидерландах 1000-1940. Delftse Universitaire Pers, Delft / Rijksdienst voor de Monumentenzorg, Zeist 1989.
  11. Перейти ↑ Harris (2003) , pp. 75–77
  12. ^ a b Чаппелл, Стив. Мастерская деревянного каркаса: столярные изделия, проектирование и изготовление традиционных деревянных каркасов . Brownfield, Me .: Fox Maple Press, 1998. 115. Печать.
  13. ^ Уэвелл, Уильям и Ф. де. Лассаулкс. 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. ^ Steane (1984) , стр. 196-97
  15. ^ Уэббер, Фредерик G .. Плотницкие и столярные изделия. Метуэн и Ко, Лондон: 1898. 152.
  16. ^ Дэвис, Николас, и Эркки Jokiniemi. Словарь по архитектуре и строительству. Амстердам: Elsevier / Architectural Press, 2008. 144.
  17. ↑ Alcock, NW. Запись фахверковых зданий: иллюстрированный глоссарий. Лондон: Совет британской археологии, 1989.
  18. ^ Шарп, Джеффри Р. Исторические английские церкви, руководство 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. ^ Lewandoski, Ян, Джек Собон и Кеннет Гребец. Исторические американские стропильные фермы. Беккет, Массачусетс: Гильдия лесорубов, 2006. 7. ISBN 0970664346 
  21. ^ Конструкция постоянных распорок для перегородок и поясов деревянных стропильных ферм 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 , хостинг EBSCO (по состоянию на 8 ноября 2017 г.)
  23. ^ Неразрушающий контроль, полномасштабные испытания на несущую способность и локальные вмешательства на двух исторических деревянных фермах ворот. Инженерные сооружения, 140.
  24. ^ "Ранние деревянные ферменные соединения против усадки древесины: от врезных и шипованных соединений до болтовых соединений" Бюллетень APT , Vol. 27, No. 1/2, A Tribute to Lee H. Nelson (1996), стр. 11-23.

Библиография

  • Харрис, Ричард (2003), Обнаружение зданий с деревянным каркасом , Shire Publications, ISBN 978-0-7478-0215-0
  • Стейн, Джон (1984), Археология средневековой Англии и Уэльса , Крум Хелм, ISBN 978-0-7099-2385-5
  • Йоманс, Дэвид Т. (2003), Ремонт исторических деревянных конструкций , Томас Телфорд, ISBN 978-0-7277-3213-2
  • Хоффсаммер, Патрик (редактор) (2009), Рамы крыши с 11 по 19 век. Типология и развитие в Северной Франции и Бельгии , Brepols, ISBN 978-2-503-52987-5CS1 maint: дополнительный текст: список авторов ( ссылка )

Внешние ссылки [ править ]

  • Иллюстрированный глоссарий кровли