Библиотека.

Стропильные фермы

В статике сооружений под фермой принято понимать геометрически неизменяемую стержневую систему, элементы которой шарнирно соединены в узлах. Фермы, предназначенные для поддержания кровли, называются стропильными. Допущение об идеальной шарнирности узлов противоречит действительной конструкции фермы, но довольно точно отражает действительную работу ее элементов. При таком допущении и узловой передаче нагрузки стержни фермы испытывают только осевые усилия, что позволяет использовать материал полнее, чем в сплошной балке.

В зависимости от опирания балочные фермы могут быть разрезными, неразрезными и консольными. В современном промышленном и гражданском строительстве наиболее распространены разрезные свободно опертые фермы и фермы, входящие в качестве ригеля в состав поперечной рамы каркаса.

Очертание фермы определяется назначением сооружения. Очертание стропильной фермы производственного здания зависит от назначения цеха, типа кровли, конструкции и размеров фонаря, типа сопряжения ригеля с колоннами. С теоретической точки зрения наиболее выгоден контур, соответствующий очертанию эпюры изгибающих моментов. Так, при равномерно распределенной нагрузке и горизонтальном нижнем поясе верхний пояс должен быть очерчен по квадратной параболе. В этом случае усилия возникли бы только в поясах. Однако стальные фермы с криволинейным поясом трудоемки в изготовлении (необходимость разметки криволинейных элементов, гибки, обрезки узловых фасонок по кривой и т. п.). Кроме того, возникновение в панелях пояса значительных изгибающих моментов и начальных напряжений от гибки существенно ухудшает работу пояса, поэтому такие фермы в современном строительстве не применяют.

Полигональные фермы, которые как бы вписаны в эпюру моментов, также имеют решетку с незначительными усилиями. Они не требуют разметки по кривым и гибки элементов. Однако необходимость устраивать стыки в местах перелома пояса многоугольного очертания тоже усложняет изготовление и увеличивает стоимость. Такие фермы рациональны, при больших пролетах и нагрузках, когда конструктивные затруднения менее ощутимы, а экономия металла по сравнению с фермами иного очертания существенна.

Основным типом легких ферм под рулонную кровлю являются трапецеидальные стропильные фермы, у которых верхний пояс прямолинеен и имеет небольшой уклон.

Наиболее удобной в изготовлении является ферма с параллельными поясами. Одинаковые длины стержней поясов и решетки, одинаковое решение промежуточных узлов и минимальное количество поясных стыков создают условия для максимально возможной унификации конструктивных схем и делают такие фермы индустриальными. Благодаря преимуществам в изготовлении фермы с параллельными поясами постепенно вытесняют фермы трапецеидального очертания.

Треугольные фермы имеют ограниченное применение вследствие больших усилий в поясах. Такие фермы всегда значительно тяжелее ферм других типов. Их устраивают при металлической или асбесто-фанерной кровле, когда необходим быстрый сток воды и, следовательно, большой уклон.

Вернуться к списку статей