8.3. Определение генеральных размеров ферм

Генеральными размерами фермы являются ее пролет l, т.е. расстояние между центрами опор и высота в коньке h (см. рис.8.3). Правильно выбранные геометрические размеры позволяют получить фермы с минимальными затратами металла, упрощают их изготовление и перевозку от завода металлоконструкций к месту строительства, а также ускоряют монтаж. При этом принятые очертания ферм скажутся и на общем архитектурном облике проектируемого здания.

Для оптимального решения этого вопроса необходимо исходить из следующих соображений:

1. Минимальная масса получается при h/l = 1/4 ... 1/6 . При этом масса поясов обычно равна массе элементов решетки с узловыми фасонками, но практически такую ферму невозможно провезти к месту строительства по железной дороге, т.к. предельно допустимая высота при перевозках 3,8 м. В практике строительства отношение высоты к пролету обычно назначается h/l = 1/7 ... 1/10 , что несколько увеличивает массу ферм.

2. В случае больших пролетов (более 42 м) и невозможности уменьшения высоты ферм до предельного габаритного размера 3,8 м или необходимости из архитектурных и других соображений, то такую ферму необходимо доставлять к месту строительства «россыпью», т.е. отдельными элементами н сборку их осуществлять на строительной площадке. Исходя из требований унификации и для снижения трудоемкости, желательно выбирать пролеты кратными модулю 6 м, т.е. 18, 24, 30, 36, 42 м и т.д. или в крайнем случае 3 м. Для промышленных зданий эта модульная система обязательна.

3. С точки зрения наименьшей трудоемкости изготовления, желательно применять фермы с параллельными поясами, позволяющие максимально типизировать их отдельные элементы и детали. В этом случае для придания кровлям требуемого уклона для стока воды, фермы делают с небольшим строительным подъемом в середине.

8.4. Элементы кровельного покрытия по металлическим фермам

Кровельное покрытие по металлическим фермам может быть 2-х видов: прогонное и беспрогонное.

Прогонное покрытие состоит из металлических прогонов, уложенных на пояса ферм, на которые укладывают стальной профилированный настил, либо панели покрытий, либо плиты из легких бетонов. Прогоны опираются над узлами верхнего пояса фермы и обычно выполняются из прокатных швеллеров. Расстояние между прогонами принимается 3,0 м, но может быть и 1,5 м. Панели покрытий выполняют с обшивкой из плоских или профилированных металлических листов, либо из асбестоцементных плоских или волнистых листов. Поверх плит укладывается пароизоляция, утеплитель, асфальтовая стяжка, шин и 2 слоя рубероида (рис.8.7). Такой вид покрытия является теплым и водостойким. Профилированный настил для утепленных покрытий выпускается высотой 40,60,80 мм из оцинкованного листа толщиной 0,8...1 мм.

Прогоны чаще всего выполняются из одиночных швеллеров, хотя могут применяться и двутавры. Прогоны могут быть также выполнены и из сплошных холодногнутых элементов, например, из швеллеров, изготовленных их листов толщиной 4…6 мм. При расстоянии между фермами более 6 м возможно использование и решетчатых прогонов. Сплошные прогоны на наклонных кровлях работают как балки на изгиб в 2-х плоскостях: наибольшей жесткости прогона и паралельной плоскости кровли. Для уменьшения усилий в прогонах от нагрузки, действующей в этой плоскости, прогоны раскрепляют тяжами из круглой стали диаметром 18...22 мм (рис.8.8).

Беспрогонные покрытия состоят из стандартных железобетонных плит, обычно с размерами 3 х 6 м (рис.8.9.а) и укладываются непосредственно на верхние пояса ферм. При теплых кровлях на плиты укладываются утеплитель и водоизоляционный ковер (рис.8.9.б). Применяются также и облегченные панели для теплых кровель из гнутых профилей, алюминиевого или стального настила и утеплителя.

Фонари. В производственных зданиях на фермы ставят фонари, означенные для аэрации здания, а так же для освещения верхним светом. Фонари могут быть как продольные (рис.8.10,а), так и поперечные (рис. 8.10,б).

Связи. Они должны обеспечивать общую устойчивость любых металлических конструкций, в том числе конструкций покрытия зданий. В покрытиях зданий по стропильным фермам связи бывают горизонтальными, т.е. расположенные в плоскости верхних сжатых и нижних растянутых поясов ферм, и вертикальные. Как горизонтальные, так и вертикальные связи устанавливаются по торцам здания или температурного блока, соединяют попарно крайние фермы, образуя жесткие блоки к которым присоединяются все остальные фермы при помощи прогонов или распорок (рис.8.11). Если бы горизонтальные связи отсутствовали, то расчётная длина элементов верхнего пояса была бы равной пролету фермы, и обеспечить его устойчивость при работе на сжатие было бы очень трудно. Постановка горизонтальных связей создает в верхнем поясе устойчивые точки, и расчетная длина поясов из плоскости фермы будет равна расстоянию между узлами горизонтальной связевой фермы (рис.8.11).