
- •Введение
- •1.1. Общие сведения об инженерных конструкциях
- •1.2. Историческая справка. Вклад отечественных инженеров и ученых в теорию и практику инженерных конструкций
- •2. Материалы, применяемые для изготовления инженерных конструкций
- •2.1. Строительные стали и алюминиевые сплавы, их классификация
- •2.2. Механические свойства металлов
- •2.3. Сортамент металла
- •Контрольные вопросы
- •3. Основные положения расчета инженерных конструкций
- •3.1. Суть метода расчета по предельным состояниям
- •3.2. Нагрузки и воздействия
- •Сочетания нагрузок
- •3.3. Нормативные и расчетные сопротивления материалов
- •Контрольные вопросы
- •4. Расчет элементов металлических конструкций
- •4.1. Основные положения расчета
- •4.2. Расчет центрально-растянутых элементов
- •4.3. Расчет центрально-сжатых элементов
- •4.4.Расчет изгибаемых элементов
- •4.5. Расчет внецентренно - сжатых элементов
- •Контрольные вопросы
- •5. Соединения в металлических конструкциях
- •5.1.Сварные соединения
- •5.1.1. Сварка в строительстве
- •5.1.2. Виды сварки
- •5.1.3. Виды сварных швов и соединений
- •5.1.4. Расчет стыковых и угловых швов
- •5.2. Заклепочные и болтовые соединения
- •5.2.1. Общие сведения о заклепочных и болтовых соединениях
- •5.2.2. Расчет и конструирование болтовых и заклепочных соединений
- •Контрольные вопросы
- •6. Основы проектирования балок и балочных клеток
- •6.1.Назначение балок, их типы и область применения
- •6.2. Основы проектирования балочных клеток
- •6.3. Основные положения расчета балок
- •6.4. Расчет балок
- •Расчет поясных соединений
- •7. Колонны и стойки
- •7.1. Типы колонн и стоек
- •7.2. Расчет колонн
- •7.3. Типы и конструкции оголовков и баз колонн
- •Контрольные вопросы.
- •8. Проектирование ферм гражданских и общественных зданий
- •8.1. Назначение и основные группы ферм
- •8.2. Стропильные фермы и их типы
- •8.3. Определение генеральных размеров ферм
- •8.4. Элементы кровельного покрытия по металлическим фермам
- •8.5. Основы расчета стропильных ферм
- •8.6. Общие принципы конструирования ферм
- •Контрольные вопросы
- •9. Стальные каркасы зданий средней и малой этажности
- •9.1. Область применения стальных каркасов
- •9.2. Каркасы производственных зданий
- •9.3. Легкие металлические конструкции зданий
- •Контрольные вопросы
- •10. Стальные каркасы высотных зданий
- •10.1. Назначение и системы стальных каркасов
- •10.2. Рамная, связевая и рамно-связевая системы
- •10.3. Каркасно - ствольная и коробчато-ствольная системы
- •10.4. Стальные каркасы сверхвысотных зданий
- •10.5. Основы компоновки, конструирования и расчета стальных каркасов
- •10.6. Противопожарная защита стальных каркасов
- •Контрольные вопросы
- •11. Конструкции большепролетных покрытий
- •11.1. Область применения и классификация большепролетных покрытий
- •11.2. Балочные конструкции покрытия
- •11.3. Рамные конструкции
- •11.4. Арочные покрытия
- •11.5. Купола
- •11.6. Структурные и перекрестно-балочные системы покрытий
- •Контрольные вопросы
- •12. Висячие покрытия
- •12.1. Общая характеристика висячих покрытий
- •12.2. Конструктивные элементы висячих покрытий
- •12.3. Основы расчета висячих покрытий и способы уменьшения их деформативности
- •12.4. Конструктивные решения висячих покрытий
- •12.4.1. Конструктивные решения однопоясных покрытий
- •12.4.2. Конструктивные решения двухпоясных покрытий
- •12.4.3. Конструктивные решения седловидных шатровых покрытий
- •12.4.4. Конструктивные решения вантовых и висячих комбинированных покрытий
- •Контрольные вопросы
- •Список литературы
8. Проектирование ферм гражданских и общественных зданий
8.1. Назначение и основные группы ферм
Фермы различного назначения находят самое широкое применение как в гражданском, так и в промышленном строительстве. В гражданских и общественных зданиях фермы в основном применяются при осуществлении перекрытий над различными помещениями, (например: такими, как зрительные залы театров, дворцов культуры и дворцов спорта, над выставочными павильонами, ангарами, крытыми рынками, вокзалами. Фермы используются и в других сооружениях общественного назначения, к которым, , можно отвести радио - телевизионные башни и мачты.
Фермы представляют собой стержневые системы, элементы которых, как правило, работают на сжатие или растяжение (т.е. без изгиба), хотя в целом фермы предназначены для работы именно на изгиб.
Размеры и конструктивные формы современных ферм весьма разнообразны - от легких прутковых ферм - прогонов, поддерживающих кровлю между стропильными фермами, до пролетных тяжелых ферм мостов, несущих значительные нагрузки.
По видам фермы можно разделить на следующие основные группы:
1. Однопролетные фермы (рис.8.1а),
2. Многопролетные неразрезные фермы (рис.8.16),
3. Консольные фермы (рис.8.1в),
4. Рамные и арочные фермы (рис^.1г,д),
5. Висячие фермы с использованием канатов (рис.8.1е),
6. Вертикальные фермы башен и мачт (рис.8.1ж),
7. Комбинированные системы, т.е. балки, усиленные дополнительными ферменными элементами (рис.8.1.з),
8. Вантовые фермы (рис. 8.1.и).
Следует иметь в виду, что ферменные конструкции могут также использоваться в каркасах и перекрытиях общественных здании в качестве различных связей и для придания устойчивости сооружения. Т.е. назначение металлических ферм весьма обширно. Но основным видом ферм, применяемым в гражданском строительстве, являются стропильные фермы зданий, поддерживающие кровлю, и подвесные потолки, основам расчета и проектирования которых посвящается настоящая лекция.
8.2. Стропильные фермы и их типы
Основным назначением стропильных ферм гражданских и общественных зданий является поддержание конструкций кровельного покрытия и подвесных потолков (если они имеются), а также восприятие всех действующих на покрытие и потолки нагрузок и а их на стены или колонны здания.
В гражданских и общественных зданиях чаще применяются, так называемые одностенчатые фермы, которые и будут рассмотрены ниже. В этих фермах пояса и элементы выполнены из прокатных профилей и соединяются в узлах при помощи одного листа - фасонки (рис.8.2а).
Тяжелые
двухстенчатые фермы используются при
больших усилиях, обычно более 2300...3000
кН, т.е. в мостах, в перекрытиях
большепролетных авиасборочных цехов,
судостроительных эллингов и т. д.
Стержни
этих ферм чаще всего образовываются из
листов, сваренных в соответствующие
профили, а соединения в узлах осуществляются
уже двумя листами (рис.8.2б). В отдельных
случаях такие фермы могут применяться
и в общественных зданиях для укрытия
залов больших пролетов (например, дворцов
спорта). Рассматриваемые стропильные
фермы являются плоскими, хотя во многих
случаях фермы могут образовывать
пространственные системы.
Стропильные фермы состоят из верхнего и нижнего поясов и решетки, т.е. раскосов и стоек, соединяемых в узлах при помощи листов, называемых фасонками (косынками). Расстояния между узлами по верхним и нижним поясам называется панелью d (db,- панель верхнего пояса, dn - панель нижнего пояса) (рис.8.3).
Стропильные фермы в зависимости от очертания верхнего пояса разделяются на следующие типы: 1- с параллельными поясами (рис.8.4.а); 2 - трапециевидные (рнс.8.4.б); 3 - треугольные (рнс.8.4.в.г.); 4 - полигональные (рис.8.4.д), 5 - односкатные (рис.8.4е).
Решетки ферм классифицируются следующим образом: 1 - раскосная с нисходящими (к оси фермы) раскосами (рис.8.5.а), 2 - раскосная с восходящими раскосами (рис.8.5.б), 3 – треугольная (рис.8.5.в), 4 - треугольная с дополнительными стойками (рис.8.5.г). В отдельных случаях могут иметь место специальные виды решеток: крестовая (рис.8.5.д), применяемая обычно для связей, ромбическая (рис.8.5.е) и полураскосная (рис.8.5.ж), чаще используемые в мостах и башнях.