Header image alt text

СИП

САЙТ ИНЖЕНЕРА-ПРОЕКТИРОВЩИКА

Общие сведения о фермах

Вернуться на страницу «Фермы металлические»

Общие сведения о стальных фермах

Ферма — это сквозная конструкция, работающая на изгиб или изгиб со сжатием и состоит из отдельных стержней, которые, соединяясь в узлах, образуют геометрически неизменяемую систему. При приложении внешних нагрузок в узлах, элементы ферм воспринимают только продольные усилия (сжатие или растяжение). Если внешние нагрузки образуют моменты ( при наличии узловых эксцентриситетов или узловых моментов), стержни работают как внецентренно-сжатые или внецентренно-растянутые элементы.

По аналогии с сплошными балками, условно считают, что в верхних и нижних поясах ферм осевые усилия возникают от изгибающих моментов, а в решетке — раскосах и стояках — от поперечных сил. При небольших нагрузках и больших пролетах, фермы более экономичны, чем сплошные балки, благодаря рациональному использованию материала стержней — при осевых усилиях, нормальные напряжения распределяются по сечению равномерно, в то время как при изгибе наиболее напряженными являются только крайние волокна. Кроме того, фермы имеют значительную высоту, обеспечивающую необходимую жесткость конструкции при относительно малых затратах материала.

Фермы требуют значительно больших трудозатрат по сравнению с балками. Они могут иметь любой облик в зависимости от компоновочных и функциональных требований. Фермы рациональные при различных нагрузках, включая тяжелые, что характерно, например, для мостовых конструкций.

Область применения ферм достаточно широкая, но больше всего распространения они нашли в покрытиях производственных и общественных зданий, а также в крупногабаритных сооружениях (большепролетных конструкции, башни, опоры линий электропередач, транспортерные галереи, пролетные строения мостов, связей системы каркасов зданий и т.п.).

По статической схеме фермы делятся на:

  • разрезные балочные (рис. 1.1, а), наиболее распространенныеблагодаря простоте изготовления и монтажа;
  • неразрезные (рис. 1.1, б), рациональные при большой собственноймассе и больших нагрузках, имеют большую жесткость,позволяет уменьшить высоту конструкции;
  • арочные (рис.1.1, в) и рамные (рис. 1.1, г), применяемыепри больших пролетах, иx экономичность определяетсярациональным распределением внутренних усилий в системе;
  • консольные (рис. 1.1, е), используемых в сочетании сразрезными или неразрезными системами с целью разгрузки(снижение усилий) основных пролетов. Башни и мачты (рис.1.1, д)также консольными фермами, но расположенными вертикально.Для обеспечения необходимой жесткости во всех направлениях, онивыполняются пространственными;
  • комбинированные (рис. 1.1, ж), которые представляют собой балку, усиленнуюснизу или сверху стержневой системой, существенно снижаетвозникающие в балке изгибающие моменты. Такие конструкции просты визготовлении и используются при тяжелых нагрузках,включая подвижные.

Схемы ферм

Рис. 1.1. Схемы ферм:

а — разрезные балочные; б — неразрезные; в, г — арочные и рамные; является, д — консольные; ж – комбинированные

Эффективность ферм можно существенно повысить введениемусилий предварительного напряжения, что открывает возможностьискусственного регулирования внутренних усилий, которое направлено наснижение материалоемкости и стоимости конструкций.