Контур поясов зависит от ряда факторов: от назначения здания; типа кровли, системы водоотвода с покрытия; типа соединения фермы с колонной (шарнирное или жесткое) вида нагрузки, от которого зависит вид эпюры изгибающих моментов.
Вопрос выбора того или иного контура поясов всегда связано с вопросом его рациональности по расходам стали. Теоретически выгодный такой контур поясов, который совпадает с контуром эпюры изгибающих моментов. Проанализируем существующие контуры поясов с точки зрения их соответствия данному условию.
1. Полигональные фермы.
Узлы верхнего пояса размещены по дуге параболы. При равномерно распределенной нагрузке и горизонтальном нижнем поясе верхний пояс очерчен по параболе, что полностью соответствует эпюре моментов. Это теоретически выгодный контур поясов.
Значительный недостаток данных ферм в том, что в каждом узле есть перелом пояса и необходимо устраивать стыки, что требует дополнительных затрат стали на стыке накладки, усложняет изготовление и увеличивает стоимость ферм. Поэтому такие фермы используют редко.
2. Треугольные фермы.
Они теоретически выгодные при одном сосредоточенном нагрузке в пролете или консольных конструкциях (полностью соответствуют эпюре моментов) При равномерно распределенной нагрузке не соответствуют параболическом контура эпюры моментов. Но их часто приходится применять, исходя, например, из эксплуатационных требований. Примером использования за эксплуатационными требованиями могут быть шедовые покрытия (при необходимости большого и равномерного притока дневного света с одной стороны).
В основном треугольные фермы используются в покрытиях без сплошного гидроизоляционного слоя для предотвращения проникновения под кровлю атмосферных осадков, т.е. при использовании мелкоразмерных кровельных материалов (плоских или волнистых асбестоцементных и стальных листов, черепицы и т.д.), которые требуют больших наклонов (1:3 ... 1:5).
Недостатки треугольных ферм следующие: 1) они имеют наибольшую среди всех ферм высоту в коньке, 2) стержни решетки в средней части фермы слишком длинными, и их приходится подбирать по предельной гибкостью, а не за условием устойчивости, что приводит к перерасходу стали, 3 ) повышенная трудоемкость изготовления, связанная с различными длинами стержней решетки; 4) сложная конструкция острого опорного узла, 5) возможно только шарнирное соединение фермы с колонной, что снижает поперечную жесткость здания.
3. Трапециевидной фермы
Эти фермы пришли на смену треугольным фермам благодаря появлению рулонных кровельных материалов, которые обеспечивают гидроизоляцию покрытия, не требуя больших наклонов. Наклон верхнего пояса при рулонной кровли принимается 1/8...1/12.
Контур поясов хорошо соответствует эпюре изгибающих моментов от равномерно распределенной нагрузки, он бы описан вокруг эпюры. Такое решение допускает жесткое соединение фермы с колоннами, что важно для обеспечения поперечной жесткости зданий. Решетка фермы не имеет длинных стержней в середине пролета, поскольку ее высота меньше, по сравнению с треугольной. Это одни из самых простых ферм в изготовлении.
4. Фермы с параллельными поясами.
Такие фермы используются при устройстве кровель с рулонным гидроизоляционным слоем и внутренним водоотводом. Длина стержней решетки одинакова, что обеспечивает минимум трудозатрат при изготовлении. Узлы однотипны. Наибольшая повторяемость деталей и возможность унификации конструктивных схем. Наиболее просты в изготовлении. Имеют небольшую высоту по сравнению с другими фермами.
Загрузка...