5. Фермы. Характеристика, классификация, компоновка и типы сечений ферм.

Фермами называются решетчатые конструкции, работающие, как и балки, на изгиб.

Фермы состоят из верхнего и нижнего поясов, соединенных между собой решеткой из раскосов и стоек. Расстояние между узлами решетки фермы называется панелью, расстояние между ее опорами — пролетом.

Классификациия: по назначению — фермы мостов, покрытий (стропильные и подстропильные), транспортных эстакад, грузоподъемных кра­нов, гидротехнических затворов и других сооружений;

по очертанию поясов — фермы с параллельными поясами, по­лигональные, арочные и треугольные (рис. 1, а-г). Очерта­ние поясов зависит главным образом от назначения фермы и принятой конструктивной схемы всего сооружения;

по системе решетки — фермы с треугольной решеткой и тре­угольной с дополнительными стойками решеткой (рис. 1, д), фермы с раскосной (рис. 1, e), шпренгельной решеткой (рис. 1, ж) и решетками специальных типов: крестовой, ром­бической, полураскосной (рис. 1, з, и, к).

Система решетки зависит от схемы приложения нагрузок и специальных требований к ферме. Наиболее проста треугольная решетка. Дополнительные стойки ставят в тех случаях, когда в месте их расположения прикладываются сосредоточенные силы или когда хотят уменьшить длину панели верхнего, сжатого пояса.

Особенностью раскосной решетки является то, что все рас­косы имеют усилия одного знака, а стойки — противоположно­го; при восходящем направлении раскосов стойки сжаты, а при нисходящем — растянуты. Шпренгельная решетка применяется при более частом приложении сосредоточенных сил к верхнему поясу. Фермы с крестовой решеткой применяются обычно при двусторонней нагрузке. Крестовые раскосы проектируют из гиб­ких элементов или тяжей; они воспринимают только растягива­ющие усилия, а при сжатии выключаются из работы. Благода­ря этому фермы с крестовой решеткой рассчитываются как статически определяемые системы. Решетки ромбическая и полураскосная обладают повышенной жесткостью и применяются иногда в конструкциях с большими поперечными силами.

Рис. 1. Элементы ферм и их классификация по очертанию поясов и типу решетки

а — с параллельными поясами; б — полигональные; в — арочные (сегментные); г — тре­угольные; д — с треугольной решеткой; е - с раскосной решеткой; ж — со шпренгельной решеткой; з, и, к — со специальными решетками.

В зависимости от вида статической схемы различают фермы разрезные, неразрезные и консольные. По значению наиболь­ших усилий в элементах фермы разделяют на легкие (пролетом l до 50 м с наибольшим усилием в поясах М_макс~5000 кН) и тяжелые; по конструктивному решению — на обычные, комби­нированные и с предварительным напряжением.

6. Проектирование, его значение и организация

Строительство зданий и сооружений ведется на основе разработанной проектно-сметной документа­ции. В составе проектно-сметной документации оп­ределяется, что, где и как должно быть построено, стоимость строительства, потребность строительных материалов, трудовых ресурсов, оборудования, стро­ительных машин и механизмов, необходимых для производства строительно-монтажных работ. Проек­ты и сметы дают ответы на эти вопросы.

Подготовительной стадией строительства являет­ся проектирование. От качества технико-экономи­ческого обоснования (ТЭО) и уровня проектных ре­шений в значительной степени зависят сметная сто­имость строительства, его продолжительность и эф­фективность.

В процессе проектирования последовательно ре­шаются вопросы обоснования экономической целе­сообразности, необходимости строительства (рекон­струкции), определения основных объемно-плани­ровочных, технологических, конструктивных, архи­тектурных и других решений с дальнейшей детали­зацией и доведением проектных материалов до та­кой степени готовности, которая необходима для осуществления строительно-монтажных работ.

Проектирование ведется методом разработки ва­риантов проектных решений, их сравнения и отбо­ра лучшего по технико-экономическим показателям, позволяющего получить максимальный эффект при минимуме затрат.

Для уменьшения трудоемкости проектирования, снижения затрат на проектные работы и повыше­ния качества проектирования используются типо­вые проекты.

Их использование обеспечивает улучшение тех­нико-экономических показателей (ТЭП) строитель­ства, в том числе снижение сметной стоимости, свое­временное обеспечение строительства проектной до­кументацией.

Сметная документация является составной час­тью проекта и служит основанием для определения размера денежных средств, необходимых для осу­ществления строительства объекта в соответствии с разработанным проектом.

Строительство планируется и финансируется толь­ко на основе разработанной и утвержденной проект­но-сметной документации, которая периодически пересматривается, совершенствуется.

В процессе проектирования необходимо:

— учитывать архитектурное оформление зданий и сооружений;

— рационально использовать застраиваемую тер­риторию.

Затраты на проектирование (включая изыскатель­ские работы) определяются по сборникам цен, уста­новленных, как правило, в процентах от сметной сто­имости объектов строительства, в ряде случаев — в зависимости от объема зданий и других показателей.

Цены дифференцированы по стадиям проектиро­вания, видам и типам строительства, а также видам проектных и изыскательских работ.

Затраты на проектные и изыскательские работы составляют в среднем 2—3% объема капитальных вложений в это строительство, или около 4% смет­ной стоимости строительно-монтажных работ.

Основные положения по проектированию зданий и сооружений разработаны в СНиП (строи­тельные нормы и правила). Эти правила представляют собой систему нормативных документов по проектированию, обязательных для применения все­ми проектными организациями. В нормативных документах должен учитываться передовой опыт проектирования и требования к современному уров­ню строительства.

Основные разделы проекта:

— общая пояснительная записка с кратким со­держанием проекта, результаты сопоставления ва­риантов, на основе которых приняты окончатель­ные проектные решения, данные о проведенных со­гласованиях, а также с указанием соответствия про­екта действующим нормам и правилам;

— технико-экономическая оценка (ТЭО) проекта, включающая обоснования основных показателей;

— генеральный план строительства;

— технология производства;

— организация труда;

— строительная часть;

— организация строительства;

— сметная часть;

— паспорт проекта.

Состав разделов проекта соответствует эталонам, установленным в зависимости от характера и назна­чения соответствующего здания и сооружения.

В проекте должны быть:

— обоснования проектных решений;

— инженерная подготовка территории застройки;

— схема генерального плана города (поселка);

— проект детальной планировки. Площадка строительства выбирается с учетом:

— природных условий;

— трудовых и сырьевых ресурсов;

— близости к инженерным коммуникациям;

— использования местных строительных матери­алов с максимальной возможностью.

Проектирование ведется на основании задания на проектирование, которое составляется заказчиком проекта совместно с проектной организацией.

Имея утвержденное задание на проектирование объекта, заказчик представляет проектной органи­зации:

— согласованные и утвержденные документы об отводе участка для строительства;

— архитектурно-планировочное задание;

— данные о топографической съемке и о геологи­ческих условиях участка застройки;

— технические условия на подключение проек­тируемого здания к существующим инженерным коммуникациям;

— необходимые сведения для разработки проек­та организации строительства и составления смет­ной документации.

Строительство зданий и сооружений ведется по типовым и индивидуальным проектам.

Типовой проект предназначен для многократного использования (возводят жилые дома, школы, детс­кие учреждения и т. п.).

Индивидуальные проекты предназначены для возведения уникальных зданий (музеи, театры и т.п.) и сооружений особого назначения.

Широкое использование типовых проектов умень­шает затраты и время на проектирование, повыша­ет качество проекта. Такие проекты разрабатывают с учетом географического района строительства. При дальнейшем их использовании необходимо произ­вести ориентировку на определенное место строи­тельства, т.е. производится привязка к конкретно­му участку (грунтам основания, рельефу, инженер­ным сетям).

С применением методики типового проектирова­ния разрабатываются типовые квартиры, секции и т.д.

Возведение зданий и сооружений из сборных эле­ментов требует унификации, типизации и стандар­тизации строительных изделий и конструкций.

Унификация — это предельное ограничение ти­поразмеров (изготовленных в одинаковых опалубоч­ных формах с равными габаритами) сборных конст­рукций и деталей, что позволяет упростить техно­логию заводского изготовления и ускорить произ­водство монтажных работ.

Типизация — это отбор из числа унифицирован­ных наиболее экономичных конструкций и деталей, пригодных для их многократного использования.

Стандартизация — это завершающий этап уни­фикации и типизации строительных конструкций и деталей.

Типовые конструкции, прошедшие проверку в эк­сплуатации и получившие широкое распростране­ние, утверждаются в качестве стандартов (образцов).

Типоразмеры изделий, объемно-планировочных параметров и элементов зданий унифицируют в со-

ответствии с единой модульной системой в строи­тельстве (ЕМС). Сущность ее заключается в том, что при проектировании все основные размеры зданий и их элементов принимают кратными регламенти­руемой величине, называемой модулем.

Единой модульной системой называют совокуп­ность правил, позволяющих увязать размеры сбор­ных конструкций с объемно-планировочными эле­ментами зданий.

Применяют основной, укрупненный и дробные модули. В качестве основного модуля (М) принят размер 100 мм.

Укрупненные модули, кратные 100 мм: 3М = 300 мм; 12М = 1200 мм; 15М = 1500 мм; 30М = 3000 мм; 60М = 6000 мм и т.д. — применяют для определения высоты, пролета, шага здания.

Для обозначения мелких размеров (толщина швов, листов) применяют дробные модули:

50 мм = 1/2 М; 20 мм = 1/5 М; 10 мм = 1/10 М; 5 мм = 1/20 М; 2 мм = =1/50 М; 1 мм = 1/100 М.