Фермы
Фермой называется система стержней соединенных между собой в узлах и образующих геометрически неизменяемую конструкцию. При узловой нагрузке жесткость узлов несущественно влияет на работу конструкции, и в большинстве случаев их можно рассматривать как шарнирные. В этом случае все стержни ферм испытывают только растягивающие или сжимающие осевые усилия.
Фермы экономичнее балок по расходу стали, но более трудоемки в изготовлении. Эффективность ферм по сравнению со сплошностенчатыми балками тем больше, чем больше пролет и меньше нагрузка.
Фермы бывают плоскими (все стержни лежат в одной плоскости) и пространственными.
Плоские фермы воспринимают нагрузку, приложенную только в их плоскости, и нуждаются в закреплении их связями. Пространственные фермы образуют жесткий пространственный брус, воспринимающий нагрузку в любом направлении
Стальные фермы широко применяются во многих областях строительства; в покрытиях и перекрытиях промышленных и гражданских зданий, мостах, опорах линий электропередачи, объектах связи, телевидения и радиовещания (башни, мачты), транспортных эстакадах, гидротехнических затворах, грузоподъемных кранах и т. д.Основными элементами ферм являются пояса, образующие контур фермы, и решетка, состоящая из раскосов и стоек. Соединение элементов в узлах осуществляется путем непосредственного примыкания одних элементов к другим или с помощью узловых фасонок Элементы ферм центрируются по осям центра тяжести для снижения узловых моментов и обеспечения работы стержней на осевые усилия.
Фермы имеют разную конструкцию в зависимости от назначения, нагрузок и классифицируются по различным признакам:
- по статической схеме– балочные (разрезные, неразрезные, консольные); арочные, рамные, комбинированные
- по очертанию поясов – с параллельными поясами, трапециевидные, треугольные, полигональные, сегментные
- по системе решетки – треугольная, раскосная, крестовая, ромбическая
- по способу соединения элементов в узлах– сварные, клепанные, болтовые;
- по величине максимального усилия – легкие – одностенчатые с сечениями из прокатных профилей (усилие N кН) и тяжелые – двухступенчатые с элементами
Пролет или длина ферм определяется эксплуатационными требованиями и обще компоновочным решением сооружения и рекомендуется конструктором.
Унификация и модулирование геометрических размеров ферм позволяет стандартизировать как сами фермы, так и примыкающие к ним элементы (прогоны, связи и т. д.). Это приводит к сокращению числа типоразмеров деталей и дает возможность при массовом изготовлении конструкций применять специализированное оборудование и перейти на поточное производство.