Projekteeritud katusefermid kasutavad tehnoloogiaid, mis on oluliselt materjalitõhusamad, ökonoomsemad ja efektiivsemad kui traditsioonilised tislerilahendused. Oluline element selles on liimpuidust (GLULAM) toodete kasutamine ning fermid, mis on kokku pandud erineva ristlõike ja eriprofiiliga puidutoodetest, tavaliselt omavahel liimituna. Teine nende ökonoomsuse põhiaspekt on see, et iga komponendi mõõtmed ja ühendused määratakse täpselt detailsete konstruktiivsete arvutuste kaudu, mis tähendab, et iga element on eritellimusel projekteeritud. Karkasskonstruktsioonide või fermide ühendused, mis on ehitatud kokkupandud fermidest, tehakse poltide või spetsiaalsete insenerühenduste abil, vältides seega traditsioonilisi meetodeid, mis võiksid puitu nõrgestada. Projekteeritud tislerikonstruktsioonide ja katusefermide iseloomulikud ühendused on järgmised:
- Poltühendusi kasutatakse pikendusühendustes, mis toimivad surve- või tõmbetaladena, samuti erinevate elementide ühendamiseks liitekohtadega. Nendel juhtudel on koormust kandvad pinnad poltide vars ja poldiaukude seinad. Ankrupoldid kinnitatakse seibide ja mutritega. Õhemad lauad saab omavahel ühendada ka isepuurivate kruvidega.
- Puidust sisestustega ühendusi kasutatakse tavaliselt surve- või tõmbetalade pikendamiseks. Koormuse ülekande teostavad ühtlaselt paigutatud või üksikud lehtpuust sisestused. Elemendid surutakse kokku ankrupoltidega.
- Metallist sisestustega ühendustes asendatakse lehtpuust sisestused lõhestusrõngaste, nihketaldrikute või hammasplaatühenduste või muude terasprofiilist sisestustega.
- Naelühendusi kasutatakse üldiselt laudade või plankude kinnitamiseks. Sarnaselt poltidele saab neid paigutada erinevatesse mustritesse ja mitmesse ritta.
- Naelplaatühendused võivad ühendada elemente, mis asuvad samas tasapinnas ja on võrdse paksusega. Üldjuhul paigaldatakse need mõlemale küljele, võimaldades isegi mitme elemendi ühendamist.
- Kahe- ja kolmesuunalised ühendused on spetsiaalselt kujundatud ühenduselemendid, mis sobituvad ühendatavate puitdetailidega. Ristühendusi saab teha näiteks talakandurite, kronsteinide, nurgakronsteinide või alusplaatide abil. Kahe- ja kolmesuunalisi ühendusi saab kasutada ka pikendamiseks või kaldsete elementide (nt sarikate) ankurdamiseks. Nende ühendustega saab kasutada naelu, puukruvisid või ankrupolte.
- Vajaduse korral saab objektil kasutada ka liimühendusi. Näiteks võimaldavad need suurendada talade kõrgust või pikendada neid kalasoomusplaatidega (fishplates). Vajaduse korral saab selliseid ühendusi täiendavalt tugevdada, kombineerides neid teiste meetoditega, nagu sisestatud plaadi- või rõngasühendused või ankrupoldid.
1. Projekteeritud katusefermid
Projekteeritud tüüpi karkasside või fermide puhul kasutatakse kahte paigutusviisi: a) Harva paigutatud lahendus b) Tihedalt paigutatud lahendus
a) Harva paigutatud lahendus: Insenerkonstruktsioonid – näiteks puitfermid – paigutatakse põhitelgedele iga 3–5 sarikavahe järel. Roovid kinnitatakse nende külge, täites kahte funktsiooni: pikisuunaline jäigastus ja sarikate toestamine. Näites toodud ferm, mis on valmistatud plankudest ja ühendatud liiteplaatidega, sisaldab järgmisi tüüpilisi ühendusi:
● Fermide ühendused moodustatakse ankrupoltide ja puidust vaheklotside abil, mis suruvad plangud kokku.
● Kokku pandud fermid kinnitatakse rõhtvöö ja ülaplaadi külge kahepoolsete ühendustega.
● Täiendavad roovid kinnitatakse fermide külge ankrupoltide või nurgakronsteinide abil.
● Sarikad kinnitatakse samamoodi.
b) Tihedalt paigutatud lahendus: Puitkarkassid või -fermid moodustavad ka täieliku sarikastruktuuri. Selleks paigutatakse need sarikavahede kaupa, lahtrivahega 90–140 cm.
Näites toodud tüüpilised ühendused:
● Seinaplaadid ankurdatakse hoone rõhtvöö (või põrandakonstruktsiooni) külge ankrupoltidega.
● Fermid või karkassid kinnitatakse terasest piirdekronsteinidega (nurgakronsteinid). Liikmete kinnitamiseks kasutatakse isepuurivaid kruvisid.
● Fermide liitekohtades ühendatakse kaldtoed naelplaatidega, mis paigaldatakse sümmeetriliselt mõlemale küljele.
Tuuletõmbetugevust saab tagada kinnitusribadega, mis paigaldatakse Andrew’i risti kujul. Vajaduse korral saab lõpp-lahtrid täiendavalt jäigastada tuulefermidega.
c) Projekteeritud katusefermid, mida toetavad roovid
Tugevad, massiivsed puitfermid, mis toetuvad tavaliselt viilseinte peale, püstitatakse roovide asukohtadesse traditsioonilistes roovidega katustes. Sarikad paigaldatakse seejärel nendele roovidele. Sarikapaaride rida riputatakse roovide külge sarikasidemetega. Sarikaside otsad kinnitatakse sarikate külge ankrupoltidega. Lisaks kinnitatakse sarikad roovide külge konstruktsiooniliste puidukruvide või nurgakronsteinide abil.
2. Liimpuidust saalid
Kaasaegsed insenerpuidust konstruktsioonid sobivad suurepäraselt tervikliku saali ehitamiseks, mis vastab täielikult tänapäeva nõuetele. Neid hooneid saab kasutada väga erinevatel eesmärkidel – alates tööstus- ja põllumajandusfunktsioonidest kuni spordiks või kultuuriks mõeldud avalike hooneteni. Need konstruktsioonid ehitatakse enamasti liimpuidust (glulam) taladest. Nende eeliseks on see, et nad ei pragune ega väändu, kuid omavad väga suurt kandevõimet, võimaldades saavutada sildeid kuni 60–70 meetrit. Teine eripära on see, et neid ferme saab valmistada muutuva ristlõikega või kaarjate kujunditega.
Meie näites tutvustame puitsaali, mille karkass koosneb kahest postist, mis on ühendatud muutuva ristlõikega talaga. Karkassi postid kinnitatakse alusplaadile keevitatud terasjalatsite abil, millel on alusplaadid. Muutuva ristlõikega posti ja tala ühendus on jäik nurkliide, mis moodustatakse silindrikujuliste terasplaatidega, mis on paigutatud ringikujuliselt. Seevastu kahekordse, Ühe posti ja tala ühendus on projekteeritud tapp-liigendühendusena, kasutades sisemisi sisestusplaate ja polte. Roovid kinnitatakse karkasside vahele peidetud terasjalatsite abil. Lisaks on konstruktsiooni jäigastamine hädavajalik, mis tehakse tavaliselt teises lahtris otsast, kasutades terasest diagonaaltugesid Andrew’i risti kujul nii külgseinal kui ka katuseplaadil. Pärast seda kinnitatakse valmis konstruktsioonile täiendavad väiksema ristlõikega talad, mille külge ühendatakse fassaadipaneelid.
3. Terasfermid ja saalid
Kõik konstruktsioonitüübid, mida saab ehitada insenerpuidust fermidest – alates fermidest ja erinevatest katusekonstruktsioonidest kuni saalideni – saab ehitada ka terasest. Ka sel juhul on tegemist insenerfermi ja ühendustega, mis põhinevad konstruktiivsetel arvutustel. Terasest konstruktsioonide eelised võrreldes puidust konstruktsioonidega on nende suurem kandevõime ja saavutatav jäikus; siiski muudab korrosioonikaitse vajadus nende ehituse ja hoolduse keerukamaks. Teine väljakutse teraskonstruktsioonide puhul on nende oluliselt suurem vastuvõtlikkus soojuspaisumisele.
Kasutatavad fermid saab valmistada erineva profiiliga, näiteks:
● külmvaltsitud terasprofiilid (CFS), C-, Z-, U-profiilid või õõnesprofiilid
● kuumvaltsitud I-, H-, U-, C-profiilid või õõnesprofiilid
● ühtsed profiilid
Ühendused võivad olla kas püsivad, keevitatud liidetega, või lahtivõetavad, mille puhul räägime poltühendustest. Tüüpilised terasfermi elementide ühendused tehakse gusset-plaadi ja poltide abil.
Terasest saalid ehitatakse sageli jäikadest karkassidest, mis on kokku keevitatud, kusjuures liiteid tugevdatakse täiendavalt jäigastitega ning räästa- ja harjavõimendustega. Postid ja talad valmistatakse enamasti I- või H-profiilidest. Postid kinnitatakse betoonaluspõrandale keevitatud alusplaatide kaudu poltidega. Kõige tavalisemad rooviprofiilid on Z- ja C-profiilid, mis kinnitatakse jäikade karkasside külge poltidega. Poltühendusi kasutatakse ka siinusrööbaste kinnitamiseks, mis kannavad fassaadipaneele, samuti diagonaalsete konstruktsiooniliste jäigastite kinnitamiseks, mis tagavad vastupidavuse tuulekoormustele.