Понятие о ферме. Классификация ферм

Фермойназывается стержневая система, остающаяся геометрически неизменяемой после условной замены ее жестких узлов шар­нирными. Фермы имеют назначение, по существу, такое же, как и балки сплошного сечения, но применяются для перекрытия зна­чительных пролетов, когда проектирование сплошных балок (на­пример, двутавровых) становится экономически невыгодным вслед­ствие неполного использования материала стенки, напряжения в которой меньше, чем в полках (см. зпюру нормальных напряже­ний в поперечных сечениях балки на рис. 4.1), и необходимости утолщения вертикальной стенки в связи с возможностью ее выпу­чивания (при значительной высоте стенки). В таких случаях сплош­ную балку заменяют стержневой системой — фермой, элементы которой (стержни) при действии сосредоточенных нагрузок, при­ложенных в узлах, работают главным образом на центральное сжатие или растяжение. Это дает возможность значительно лучше использовать материал фермы, так как эпюры нормальных напря­жений в поперечных сечениях каждого из ее стержней практически имеют вид прямоугольников. Поэтому ферма легче балки со сплош­ной стенкой, имеющей одинаковые с ней пролет и высоту. Примером фермы может служить система, изображенная на рис. 4.2.

Рис. 4.1. Эпюра распределения напряжений по сечению двутавра

Рис. 4.2. Плоская ферма

Кроме плоских ферм, у которых оси всех стержней расположены в одной плоскости, применяются пространственные фермы, оси эле­ментов которых не лежат в одной плоскости (рис. 4.3). Расчет про­странственной фермы во многих случаях удается свести к расчету нескольких плоских ферм.

Расстояние между осями опор фермы (рис. 4.4, а) называется пролетом; стержни, расположенные по внешнему контуру фермы, называются поясными и образуют пояса; стержни, соединяющие поя­са, образуют решетку фермы и называются: вертикальные — стойками, наклонные — раскосами. Расстояние между соседними узла­ми любого пояса фермы (обычно измеряемое по горизонтали) на­зывается панелью.

Рис. 4.3

Рис. 4.4. Основные элементы ферм