Несущая конструкция покрытия - ферма

Характеристики ферм

В качестве несущего элемента покрытия могут быть использованы различного вида балок, ферм, арок и т.д. В курсовом проекте в качестве ригеля принята ферма.

Ферма – это конструкция, в которой концы стержней соединяются в узлах, образуя статически неизменяемую систему, к которой нагрузка, как правило, прикладывается только в узлах. Благодаря узловой передачи нагрузки, стержни фермы подвергаются только осевым воздействиям растягивающих или сжимающих сил.

В зависимости от назначения ферм, материала кровли, системы водоотвода и экономических соображений, очертания поясов ферм могут быть (рис.5.1):

- с параллельными поясами;

- односкатные;

- трапециевидные;

- треугольные.

В курсовом проекте используют фермы двух типов: трапециевидные и с параллельными поясами (рис.5.1,в-г).

Фермы трапециевидного очертания(рис.5.1,в) обычно имеют уклоны верхнего пояса в пределах 1/8...1/12. Такое очертание ферм лучше соответствует эпюре изгибающих моментов и имеет конструктивные преимущества. В сопряжении с колоннами позволяет устраивать жесткие рамные узлы, что повышает жесткость здания. Решетки таких ферм не имеют длинных стержней в середине пролета.

Фермы с параллельными поясами (рис.5.1,г) по своему очертанию далеки от эпюр моментов и неэкономичны по расходу стали. Однако равные длины элементов решетки, одинаковая схема узлов, повторяемость элементов и деталей, возможность их унификации способствуют индустриализации их изготовления. Поэтому фермы с параллельными поясами стали основными для покрытия производственных зданий.

По типу решетки фермы могут быть (рис.5.2):

- раскосные;

- треугольные;

- крестовые;

- ромбические и др.

Рис.5.1. Очертание поясов ферм.

а - сегментное; б – полигональное; в – трапециевидное; г – с параллельными поясами; д-и – треугольное.

 

Решетка ферм работает на поперечную силу, выполняя функции стенки сплошной балки.

От системы решетки зависит вес фермы, трудоемкость ее изготовления, внешний вид. Поскольку нагрузка на ферму передается в узлах, то решетка должна соответствовать схеме приложения нагрузки.

В курсовом проекте используют фермы с треугольным типом решетки (рис.5.2,а-б).

Треугольная система решетки. В фермах трапецеидального очертания или с параллельными поясами рациональной является треугольная система решетки (рис.4.2,а), дающая наименьшую суммарную длину решетки и наименьшее число узлов при кратчайшем пути усилия от места приложения нагрузки до опоры. В фермах, поддерживающих прогоны кровли или балки настила, к треугольной решетке часто добавляют дополнительные стойки (рис.4.2,б), а иногда и подвески, позволяющие уменьшить расстояние между узлами фермы. Дополнительные стойки уменьшают также расчетную длину сжатого пояса. Работают дополнительные стойки только на местную нагрузку и не участвуют в передаче на опору поперечной силы. 

Рис.5.2. Система решетки ферм

а – треугольная; б – треугольная с дополнительными стойками; в- раскосная с восходящими раскосами; г – раскосная с нисходящими раскосами; д – шпренгельная; е – крестовая; ж – перекрестная; и – ромбическая; к – полураскосная