К числу самых распространенных элементов современных металлоконструкций относятся фермы. Различают несколько разновидностей, применяемых в различных отраслях строительства. Рассмотрим особенности конструкций легких разрезных балочных ферм.
С параллельными поясами
Отличаются простотой конструкции, состоящей из решетки с элементами равной длины. Узлы фермы имеют одинаковую схему. Благодаря своей конструкции фермы данного типа максимально унифицированы и изготавливаются в промышленных масштабах. Применяются в различных отраслях строительства при возведении зданий и сооружений.
Треугольные
Чаще всего применяются при строительстве консольных систем. Также нашли применение при проектировании и монтаже балочных систем, когда сосредоточенная нагрузка приходится на середину пролета (подстропильные фермы). При изготовлении данная ферма отличается повышенным расходом металла. Сфера применения ограничена некоторыми конструктивными недостатками: опорный узел фермы достаточно сложен в изготовлении, а сопряжение его с опорными колоннами возможно только при помощи шарнира. Конструкция фермы такова, что средние раскосы имеют большую длину, в связи с чем сечение данного элемента подбирается из условия предельной гибкости. Треугольные фермы незаменимы при монтаже кровли с уклоном более 20%. Также применяются для монтажа одностороннего освещения, так называемых шедовых покрытий.
Конструкция решетки
Расчет и выбор определенной схемы решетки фермы зависит от расчета нагрузок к ней прикладываемых. В местах, где на решетку приходится сосредоточенная нагрузка, создаются укрепляющие элементы во избежание изгиба. С тем, чтобы сделать узлы компактными, между поясами фермы и поясом угол ограничивают пределами от 30 до 50 градусов.
Задачей конструктора при проектировании фермы является максимальное упрощение ее конструкции и сведение числа ее элементов к минимуму. Таким характеристикам в полной мере соответствует треугольная система решетки. В этом случае удается добиться минимального числа узлов и минимальной суммарной длины элементов.
Фермы бывают с нисходящими опорными раскосами и с восходящими. Восходящим раскос называют, когда он идет от нижнего узла фермы к верхнему поясу. Если раскос идет от верхнего опорного узла к нижнему поясу, его называют нисходящим. В тех местах, где к ферме приложены сосредоточенные нагрузки, например, опираются прогоны кровли, обычно устанавливают дополнительные подвески или стойки. Каждая дополнительная стойка уменьшает расчетную длину пояса. Все подвески и стойки работают только под местной нагрузкой.
Решетки ферм бывают:
- Раскосные;
- Шпренгельные;
- Крестовые;
- Перекрестные;
- Ромбические (полураскосные).
В конструкции одной фермы могут сочетаться различные типы решеток. По методу соединения элементов фермы бывают сварными или болтовыми. Ранее до 50-х гг. XX века применялись также клепаные фермы.