Инженерные конструкции стр.68

Ферма как конструкция, перекрывающая пролет, в целом работает на изгиб. Однако ее стержневая структура решена геометрически так, что изгибные явления в ней исключены и трансформированы в продольные усилия, растягивающие или сжимающие элементы этой фермы. Ферма — предельно рационализированная балка, из которой удалены все малонапряженные участки (рис. 5.2). Во всех ее элементах несущая способность материала использована полностью.

Сравнивая работу внутренних сил балки и фермы, можно заметить, что в ферме нормальные напряжения воспринимаются поясами, га касательные— решеткой (рис. 5.3). Возможно, именно поэтому в прошлом веке решетка выполнялась по многораскосной схеме, следующей траекториям главных напряжений. Тем не менее со временем сочли более правильным предельно разредить решетку.

Фермы, как и балки, могут быть двухопорными, многоопорными (неразрезными) и консольными. Неразрезные фермы, будучи заметно разгружены в пролете в результате действия опорных моментов, оказываются легче разрезных. Однако они сложнее в изготовлении, монтаже и чувствительнее к осадкам опор. Неразрезные и консольные фермы не типизированы и используются редко, главным образом для уникальных покрытий больших пролетов.

По очертанию поясов (рис. 5.4) стропильные фермы делятся на треугольные (с прямым или ломаным нижним поясом), четырехугольные (с параллельными или непараллельными поясами), пятиугольные (трапециевидные), многоугольные (полигональные), сегментные (кругового или параболического очертания).

Очертание верхнего пояса стропильных ферм определяется главным образом архитектурой здания и непременно увязывается с выбранным материалом кровли и установленным для него уклоном. Линию нижнего пояса

Инженерные конструкции

определяет наличие подвесного потолка, подвесного транспорта и требования интерьера.

Соображения унификации сечений каждого из поясов фермы приводят к требованию примерного равенства усилий в их панелях. Удовлетворить это требование можно, если очертания поясов таковы, что высота Л фермы изменяется по длине пролета пропорционально ординатам эпюры изгибающих моментов М. В этом случае усилия в поясе N, определяемые формулой Ы = М/п, будут одинаковыми во всех панелях (рис. 5.5).

Пояса фермы — ее основные силовые элементы, обеспечивающие восприятие продольных усилий, противостоящих действию моментов внешних сил. Функции решетки более разнообразны. Она обеспечивает восприятие сдвигающих усилий при изгибе, удержание поясов в проектном положении, создание узлов как точек приложения сосредоточенных нагрузок, сокращение расчетной длины сжатых элементов фермы (т. е. уменьшение их гибкости).

Основными типами решетки являются раскосная и треугольная (см. рис. 5.4). Определяющий признак раскосной решетки наличие стоек и раскосов, восходящих или нисходящих к середине фермы (см. рис. 5.4, л, м). Треугольная решетка (см. рис. 5.4, п — г) отличается переменным направлением раскосов и может обходиться без

Инженерные конструкции

Рис. 5.2. Эволюция сечения прямоугольного бруса при развитии его в ферму: а — в прямоугольном сечении полностью напряжены только крайние волокна, с приближением к нейтральной оси нормальные напряжения падают до нуля (плечо внутренней пары сил е = 2л/3; показатель конструктивного качества сечения W//lft=l); 6 - сплошностенчатый двутавр образован удалением малонапряженных средних участков прямоугольного значения (es4s3n/4; W/Ah % 1,8...2); в — ферма - сквозной двутавр — образована превращением сплошной стенки в решетчатую (е«А; W/Ah = 2,4...2.8). Точками выделены удаляемые участки стоек, которые устанавливают только в тех случаях, когда нужно создать дополнительный узел для опирания кровельного покрытия, подвесного потолка и т. п., а также по соображениям сокращения длины панели сжатого пояса. Треугольная решетка обладает не-


⇐ вернуться назад| |читать дальше ⇒