1.3 Генеральні розміри ферм

1.3.1 Прогон ферми

Прогон або довжина ферм визначається експлуатаційними вимогами і загально компонувальним рішенням спорудженя і рекомендується конструктором.

Там де прогон не диктується технологічними вимогами (наприклад, естакади підтримують трубопроводи і т.п.), його призначають на основі економічних міркувань, за найменшою сумарною вартості ферм і опор.

1.3.2 Висота трикутної ферми

Висота трикутних ферм є функцією прольоту і ухилу ферми , що дає висоту ферм h. Висота зазвичай буває вище необхідної, тому трикутні ферми не економічні. Висоту ферми можна зменшити, надавши нижньому поясу піднесений обрис, але опорний вузол не повинен бути дуже гострим.

1.3.3 Оптимальна висота трапецієдальних ферм із паралельними поясами

Для висоти трапецоїдальних ферм і ферм з паралельними поясами

немає конструктивних обмежень, висоту ферми беруть з умови найменшого ваги ферми. Вага ферми складається з ваги поясів і решітки. Вага поясів зменшується зі збільшенням висоти ферми, оскільки зусилля в поясах обернено пропорційні висоті h.

Вага решітки навпаки, зі збільшенням висоти ферми зростає, оскільки збільшується довжина розкосів і стійок, тому оптимальна висота ферм становить 1/4 - 1/5 прольоту. Це призводить до того, що при прольоті 20м висота ферми більше гранично (3,85 м) допустимої по умові транспортування. Тому з урахуванням вимог транспортування, монтажу, уніфікації висоту ферм приймають в межах 1/7 - 1/12 прольоту (для легких ферм ще менше).

1.3.4 Висота ферм із умов прогину

Найменша можлива висота ферми визначається допустимим прогином. У звичайних покрівельних покриттях жорсткість ферм перевершує необхідну. У конструкціях працюють на рухому навантаження (ферми підкранових естакад, мостових кранів і т. п.) вимоги жорсткості настільки високі (F / l = 1/750 - 1/1000), що вони диктують висоту ферми.

Прогин ферми визначають аналітично за формулою Мора:

F = Σ (1.1)

де Ni - зусилля в стержні ферми від заданого навантаження; - зусилля в тому ж стержні від сили, що дорівнює одиниці, яка додається в точці визначення прогину у напрямку прогину.

Розміри панелі повинні відповідати відстаням між елементами, які передають навантаження на ферму, і відповідати оптимальному куті нахилу розкосів, який в трикутної решітці становить приблизно 45, а в розкосів решітці - 35. З конструктивних міркувань - раціональні обриси фасонки у вузлі і зручності прикріплення розкосів - бажаний кут близький до 45.

У кроквяних фермах розміри панелей приймаються в залежності від системи покрівельного покриття.

Бажано для виключення роботи пояса на вигин забезпечити передачу навантаження від покрівлі на вузли ферми. Тому в покриттях з великорозмірних залізобетонних або металевих плит відстань між вузлами приймається рівним ширині плити (1,5 м або 3м), а в покриттях по кроку прогонів (від 1,5 м до 4м). Іноді для зменшення розмірів панелі пояса приймається шпренгельна решітка.

Уніфікація і модулювання геометричних розмірів ферм дозволяє стандартизувати як самі ферми, так і примикаючі до них елементи (прогони, зв'язку і т. д.). Це призводить до скорочення числа типорозмірів деталей і дає можливість при масовому виготовленні конструкцій застосовувати спеціалізоване обладнання та перейти на потокове виробництво.

В даний час уніфіковані геометричні схеми кроквяних ферм виробничих будівель, мостів, радіощогл, радіо веж, опор ліній електропередачі.

Будівельний підйом. В фермах великих прогонів (більше 36м), а також в фермах з алюмінієвих сплавів або високоміцних сталей виникають великі прогини, які погіршують зовнішній вигляд конструкції і недопустимі за умовами експлуатації.

Провисання ферм запобігається пристроєм кроквяного підйому, т. е.

виготовлення ферм із зворотним вигином, який під дією навантаження погашається, і ферма приймає проектне положення. Будівельний підйом призначають рівним прогину від постійних плюс половину тимчасових навантажень. При плоских дахах і прогонах більше 36м будівельний підйом слід приймати незалежно від величини прогону рівним прогину від сумарної нормативної навантаження плюс 1/200 прольоту.

Будівельний підйом забезпечується шляхом влаштування перегину в монтажних вузлах (рис.1.2).