13.1. Определение генеральных размеров ферм
Пролет фермы назначают, исходя из технологических и архитектурных требований или на основе экономических соображений, с тем чтобы суммарная стоимость ферм и опор была наименьшей.
Высоту
ферм принимают с учетом миниминизации
расхода стали, обеспечения необходимой
жесткости, возможности транспортировки
укрупненными элементами. Обычно высоту
ферм принимают в пределах
пролета. При небольших нагрузках
принимают меньшие высоты. Для ферм
треугольного очертания высота зависит
от требуемого уклона.
Минимальную высоту
можно определить с учетом предельного
прогиба. Прогиб конструкции определяют
от нормативной нагрузки при коэффициенте
надежности по нагрузке
.
Прогиб ферм можно компенсировать
устройством строительного
подъема, то
есть изготовлением ферм с обратным
выгибом, который под нагрузкой погашается
и ферма занимает проектное положение.
В тяжелых фермах, элементы которых
транспортируются россыпью, строительный
подъем создается за счет изменения
длины стержней по сравнению с геометрической
схемой. Стержни, испытывающие под
нагрузкой сжатие, делаются несколько
длиннее схемы, а испытывающие растяжение
– короче. Укорачивание и удлинение
стержней производят на величину той
деформации, которую они получат под
нагрузкой.
В некоторых случаях высоту ферм назначают, исходя из размещения в пределах межферменного пространства технологических коммуникаций и оборудования.
Унификация и модулирование геометрических размеров ферм позволяет стандартизировать фермы и примыкающие к ним элементы. Это приводит к сокращению числа типоразмеров деталей и дает возможность при массовом изготовлении конструкций применить специализированное оборудование и перейти на поточное производство.
В основу типовых ферм положен горизонтальный модуль 3 м, уклон кровли i = 1,5 %, высота на опоре 3150 мм по наружным краям поясов, треугольная решетка.
13.2. Устойчивость ферм. Связи
Ферма представляет собой плоскую конструкцию, поэтому не обладает пространственной устойчивостью. Для обеспечения устойчивости в системе покрытия применяются связи (рис. 51), с помощью которых отдельные пары ферм завязываются в блоки, а остальные фермы с помощью связей-растяжек прикрепляются к этим пространственным блокам. Основная задача связей – обеспечение пространственной устойчивости системы ферм покрытия.
Кроме того поперечные связи (рис. 51, b) обеспечивают устойчивость сжатого верхнего пояса из плоскости фермы и уменьшают расчетные длины его элементов. Вертикальные связи (рис. 51, a) обеспечивают устойчивость ферм при монтаже. Горизонтальные поперечные связи по нижнему поясу воспринимают горизонтальные ветровые нагрузки, действующие на торец здания. Постановка тех или иных связей зависит от многих факторов.
13.3. Расчет ферм
Статический расчет ферм, то есть определение усилий, производится по правилам строительной механики в предположении шарнирности узлов и прямолинейности всех стержней. Нагрузки, действующие на ферму, приводятся к узловым (рис. 52).
Рис. 51. Связи по
покрытию:
а
– вертикальные связи, b
– поперечные связи, с
– прогоны
Рис. 52. Схема фермы.
К статическому расчету фермы