— г

]________________ ‘________ —

1_______________________ I____________

А — треугольная; б, в — четырехугольная с параллельными и непараллельными поясами; г — пятиугольная (трапециевидная); д — многоугольная (полигональная); е — сегментная (арочная); ж — линзообразная (рыбчатая); ч — вспарушенная

Очертание верхнего пояса ферм определяется, главным образом, архитекту­рой здания и увязывается с материалом кровли и уклоном. Линию нижнего по­яса определяют наличие подвесного потолка, подвесного транспорта и требова­ния интерьера.

Фермы с параллельными поясами и трапециевидные наиболее просты по форме и в изготовлении, поэтому они широко применяются в гражданских и промышленных зданиях различного назначения, имея небольшую строительную высоту по сравнению с фермами других типов.

Треугольные фермы используются для покрытия зданий с крутой (25°…45°) холодной кровлей из мелкоразмерных материалов (кровельная сталь, черепица, плоские и волнистые аебестоцементные листы и т. п.). Конструктивные недостат­ки этих ферм — разнотипность элементов и узлов.

Наиболее экономичны по расходу материалов сегментные фермы, эффектив­ность применения которых возрастает с увеличением пролета, но они трудоемки в изготовлении из-за кривизны верхнего пояса, а также различной длины эле­ментов решетки. Поэтому на практике сегментные фермы заменяют полигональ­ными, со спрямленными элементами верхнего пояса в пределах основных узлов.

Фермы с параллельными поясами проектируют под рулонную кровлю. Их достоинство — однотипность узлов и размеров элементов, оптимальные (45°…60°) углы между раскосами и поясами.

Трапециевидные, полигональные и сегментные фермы относятся к наиболее рациональным по расходу материалов и широко используются в современном строительстве.

В общественных зданиях находят применение линзообразные и вспарушен — ные фермы, а в промышленных зданиях — фермы с параллельными поясами и опиранием в узлах верхнего пояса и др.

Безраскосные фермы применяют в междуэтажных перекрытиях, когда межфер­менное пространство используется в качестве эксплуатируемого этажа. Такая ферма лишена свойства геометрической неизменяемости и может существовать при усло­вии замены ее шарнирных узлов жесткими, т. е. превращением ее в раму К недостат­кам этих ферм относится возникновение значительных изгибающих моментов в поясах и стойках, которые приводят к усилению их сечений и необходимости делать узлы более жесткими, а следовательно, к повышенному расходу стали.

Оптимальная высота фермы из условия минимальной массы и требуемой жест­кости получается при отношении ее высоты к пролету: М= 1/4… 1/5 (относительная высота фермы). Чем она больше, тем меньше усилия в поясах. Однако в этом случае фермы, имея значительную высоту, неудобны в транспортировке и монтаже, завы­шают объемы здания. Поэтому рекомендуемые высоты ферм меньше оптимальных,

При одинаковой высоте наибольшую жесткость имеет ферма с параллельными поясами, наименьшую — треугольная. Рекомендуются рациональные соотноше­ния И I для ферм различных очертаний: с параллельными поясами — 1/8…1/12; полигональных и сегментных — 1/6… 1/10; треугольных — 1/4… 1/6.

Неизменяемость фермы при любой нагрузке достигается устройством решет­ки, образующей систему треугольников. Основные типы решеток — раскосная и треугольная. Иногда используют крестовую, ромбическую или полураскосную решетки (рис. 1.3).

При проектировании фермы учитывают наибольший возможный габарит, который из условий транспортировки по железной дороге не должен превышать 3,8 м по вертикали и 3,2 м по горизонтали.

В) а-35°… 45е

I

3)

Б) ос=35°… 45е

Ж)

А=45°… 50°

А)

И)

/\ !

X : V

X

X

X

О

<>

Рис. 1.3. Основные типы решеток ферм:

А — раскосная, с восходящими раскосами; б — то же, с нисходящими раскосами; в — то же, со шпренгелями; г — полураскосная; д — треугольная (основная схема); е — то же, со стойками; ж — то же, со стойками и подвесками; з — крестовая; и — ромбическая

Рис. 1.4. Схема стропильного покрытия и система связей:

А — подстропильная и стропильная фермы (1 и 2); колонна (5); б — вертикальные связи (4 и 5); в — горизонтальные связи (б)

Расстояние 1т между узлами решетки по верхнему поясу называется панелью фермы. Рекомендуемая длина 1т равна 3 м, что соответствует ширине типовой кровельной плиты. При использовании 1,5-метровых плит длину панели 1т со­кращают вдвое, добавляя стойки в узлах или вводя в решетку шпренгели, кото­рые одновременно уменьшают и свободную длину раскосов в плоскости фермы.

С целью унификации параметров производственных зданий пролеты типо­вых ферм приняты кратными 6 м.

Шаг ферм определяется архитектурным решением здания с учетом требова­ний модульной системы и конструктивных возможностей покрытия. Оптималь­ный шаг стропильных ферм составляет 6… 12 м.

При шаге колонн, превышающем шаг ферм, используют в продольном на­правлении подстропильные фермы, на которые опираются пролетные стропиль­ные фермы (рис. 1.4 а).

Плоская ферма имеет малую горизонтальную жесткость из плоскости и приоб­ретает устойчивость только в блоке с другой фермой. Элементы, соединяющие две фермы, называют связями. С помощью системы связей фермы превращаются в решетчатую структуру с признаками пространственной работы (рис. 1.4 б. в).



.