Рекомендуем вам также следующие ресурсы по темам, связаным с домами - строительство, недвижимость, дизайн интерьера :




 Новостройки и новые жилищные комплексы, обзоры

 



Дизайн-проект от Архитектурного бюро Глушкова

ФЕРМА

ФЕРМА (фр.) - инженерное СООРУЖЕНИЕ, состоящее из соединенных между собой стержней; обычно изготавливается из ж.б., стали, дерева; плоская геометрически неизменяемая стержневая система, применяемая в ПОКРЫТИЯХ ЗДАНИЙ.    

 
ФЕРМА — геометрически неизменяемая стержневая система, состоящая из прямолинейных стержней, соединенных в узлах. В расчетной схеме фермы узлы условно принимают шарнирными, оси стержней — проходящими через геометрические центры шарниров, а нагрузку — передающейся только в узлах фермы. Следствием этих допущений является то, что все стержни фермы рассчитывают лишь на продольные усилия, при которых в поперечных сечениях стержней действуют равномерно распределенные норм, напряжения. В строительстве ферм широко применяются в качестве пролетных строений мостов, каркасов промышленных зданий, покрытий, мостовых и других кранов, опор линий электропередачи и контактной сети, затворов гидротехнических сооружений и т. д.

Простая решетка может быть раскосной, треугольной, треугольной с дополнительными стойками и полу раскосной; сложная решетка — двукраскосной, двух решетчатой, а также много решетчатой и много раскосной; составная решетка образуется из простой основной и дополнительных элементов — шпренгелей (см. Шпренгельные системы). По направлению реакций, возникающих от вертикальной нагрузки, различают фермы безраспорные (балочные, консольно-балочные и консольные), распорные (арочные и висячие) и комбинированные, представляющие собой сочетания балочной с висячей или арочной фермы, висячей с арочной и т. п. (см. Висячие системы, Комбинированные системы).

Расчет статически определимых плоских ферм состоит в определении усилий в стержнях из уравнений статики, составляемых в виде уравнений проекций или уравнений моментов для отсеченных каким-либо разрезом частей фермы. При этом желательно, чтобы все уравнения были независимы друг от друга и содержали минимальное число неизвестных усилий. С точки зрения упрощения расчета, целесообразно составлять уравнения так, чтобы они содержали лишь одно неизвестное усилие или же несколько неизвестных усилий, из которых все, кроме одного, найдены из предыдущих уравнений. До начала расчета ферм целесообразно выявить стержни, усилия в которых могут быть определены без составления уравнений (нулевые стержни).

При расчете плоских ферм (аналитически или графически) способом вырезания узлов последовательно рассматривается равновесие всех узлов. Вырезание производят таким образом, чтобы в рассматриваемом узле было не более двух неизвестных усилий, причем, соответствующей ориентацией осей, на которые проектируются усилия, или выбором моментных точек на линиях действия неизвестных усилий, можно добиться разложения системы уравнений равновесия узла на два независимых уравнения. При графическом определении усилий эффективно построение диаграммы усилий (см. Максвелла—Кремоны диаграмма). Способ сечений позволяет аналитически определять усилия в стержнях ферм с помощью изолированных уравнений, при этом ферма рассекается сечениями т. о., чтобы перерезалось не более трех стержней с неизвестными усилиями, и рассматривается равновесие одной из отсеченных частей.

Условия равновесия составляются в виде уравнений моментов относительно, точек пересечения двух неизвестных усилий (точек Риттера). В частном случае фермы с параллельными поясами (моментная точка уходит в бесконечность) усилия в элементах решетки могут быть определены проектированием всех сил на ось, перпендикулярную поясам. В некоторых случаях способ сечений применим и тогда, когда в разрез попадает более трех стержней (напр., в полу раскосных ферм). Применяются также и др. приемы расчета ферм (способ замкнутых сечений, способ замены стержней, комбинирование способа вырезания узлов со способом сечений и т. д.).

Определение усилий в пространственных фермах можно производить, например, способом вырезания узлов, при котором последовательно рассматривается равновесие узлов ферм с числом неизвестных усилий не более трех (не лежащих в одной плоскости). При определении усилий в некоторых типах пространственных ферм широко применяется метод разложения их на плоские системы. Расчет ферм на подвижные нагрузки наиболее удобно производить с помощью линий влияния. Для расчета статически неопределимых ферм используются уравнения метода сил, в которых коэффициент (перемещения) вычисляются с учетом лишь норм, усилий.

Фермы могут выполняться из металла, железобетона, дерева и комбинированными (железобетон с металлом, дерево с металлом и т. д.). Фермы стальные легкие и тяжелые получили широкое распространение, они являются жесткими и экономичными конструкциями. Стальными фермами перекрываются сооружения и здания небольших, средних и больших пролетов. Тип ферм и ее очертание определяются назначением здания или сооружения, видом кровли, а также способом соединения ферм с колонами (шарнирное или жесткое).  Наиболее широкое распространение в массовом строительстве получили легкие стальные стропильно-трапецеидальные фермы под рулонную кровлю с уклоном верхнего пояса Ve—ll 12 и треугольные фермы с уклоном V3— J/7 — под кровлю из волнистых асбестоцементных или стальных листов. В этих фермах решетка, как правило, принимается треугольной с дополнительными стойками и восходящими (к середине пролета) раскосами.

Высота стальных ферм назначается в пределах Ve—г/8 пролета; высота на опорах ферм, жестко закрепляемых к колоннам, не менее V15 пролета. При плоских кровлях применяются фермы с параллельными поясами; при значительных пролетах и наличии в средней части ферм фонаря верхний пояс проектируется с двумя переломами и горизонтальной средней частью, что во многих случаях позволяет уменьшить высоту фермы до требуемой габаритом. Стержни легких стальных ферм выполняются из уголков, сварных тавров, швеллеров, гнутых открытых или замкнутых полых профилей. Соединение стержней таких ферм осуществляется посредством фасонок, вставок и непосредственным примыканием встык.

Фермы из тонкостенных замкнутых профилей по основным технико-экономическим показателям более выгодны, чем фермы из уголков. Экономическая целесообразность применения замкнутых профилей, заметно возрастает с увеличением расчетного сопротивления стали. В большепролетных конструкциях (ангаров, авиасборных цехов, судостроительных эллингов, зданий и сооружений общественного назначения, мостовых кранов и подкрановых эстакад большой грузоподъемности) применяют тяжелые ферм. Вследствие значительной величины действующих усилий стержни тяжелых ферм, как правило, имеют более сложное составное сечение — двух-стенчатое, коробчатое, П-образное и другие.

Типовые стропильные фермы разработаны для пролетов 24,30 и 36 м при шаге 6 и 12 м для скатных и плоских кровель, для прогонных и без прогонных решений, а также с учетом нагрузок от подвесного транспорта. Стальные стропильные фермы рассчитываются в предположении шарнирного соединения стержней в ее узлах; фермы трапецеидальные и с параллельными поясами могут иметь шарнирное или жесткое соединение с колоннами, а треугольные фермы — обычно шарнирное. При жестком сопряжении ферм со стальными колоннами учитывается также влияние моментов и нормальных сил, действующих в опорных сечениях как в узлах рамы. Значения моментов и норм, сил определяются статическим расчетом поперечной рамы каркаса.

Фермы железобетонные применяются главным образом в покрытиях зданий, мостах, мачтах и других сооружениях. При расчете железобетонные стержни ферм обычно считаются шарнирно связанными между собой, кроме так называемых без раскосных ферм, узлы которых, как и в рамных конструкциях, принимаются жесткими. В покрытиях железобетонные фермы применяются сравнительно давно, но значительное распространение они получили с переходом к широкому внедрению сборного железобетона в строительстве. Очертание железобетонных ферм определяется очертанием кровли, а также расположением и формой фонарей. Наиболее благоприятное очертание верхнего пояса — арочное, приближающееся к кривой давления; оно может быть и полигональным. При плоских покрытиях применяются железобетонные фермы с параллельными поясами. Кроме раскосных ферм, постепенно внедряются в практику безраскосные предварительно напряженные фермы, как правило, также с арочным очертанием верхнего пояса. Высота ферм в середине пролета принимается равной V7—Vio пролета. Сечение элементов железобетонных ферм следует выбирать прямоугольным, по возможности одинаковой ширины для удобства изготовления ферм в горизонтальном положении.

Фермы обычно выполняются с предварительным напряжением нижнего пояса, а иногда и крайних, наиболее растянутых раскосов. Фермы деревянные применяются главным образом в конструкциях покрытий зданий различного назначения, мостах и других сооружениях. Элементы деревянных ферм выполняются из брусьев, досок и клееной древесины. Фермы основные, растянутые элементы которых (нижний пояс) выполняются из металла, называются металлодеревянными. В качестве узловых соединений применяются преимущественно нагели. Фермы должны быть индустриальными конструкциями (иметь - возможно меньшее число узлов, крупные сборочные марки) и отвечать требованиям прочности и жесткости в эксплуатации.

В наибольшей степени требованиям индустриальности удовлетворяют клееные фермы (см. Клееные конструкции). Брусчатые фермы (см. Деревянные конструкции) также могут быть решены в индустриальных схемах. В основном рекомендуются металлодеревянные конструкции с верхним поясом из брусьев и составных клееных блоков. Прогоны кровли большей частью размещаются не только в узлах, но и в панелях верхнего пояса.

 

Лит.: СНиП, ч. 2, разд. В, гл. 3. Стальные конструкции. Нормы проектирования, М., 1963; Металлические конструкции, под ред. Н. С. Стрелецкого, 3 изд., М., 1961; Справочник проектировщика, [т. 5 — 6], М., 1959—63; Сахновский К. В., Железобетонные конструкции, 8 изд., М., 1961 (см. также лит. к ст. Деревянные конструкции, Строительная механика). Л. В. Касабьян, К. В. Сахновский, Г. В. Свенцицкий

( ист. ЭНЦИКЛОПЕДИЯ СОВРЕМЕННОЙ ТЕХНИКИ СТРОИТЕЛЬСТВО )

 






Скрыть комментарии (0)

Чтобы оставлять комментарии, нужно зарегистрироваться
« ФАЯНС ФЕРМА СТРОПИЛЬНАЯ »
Не нашли ответ на свой вопрос? Специалисты на нашем форуме помогут!