Системы ферм и область их применения в строительных конструкциях

Стальные фермы широко применяются в покрытиях промышленных и гражданских зданий, ангаров, вокзалов и т. п. Большепролетные мосты, радиобашни и мачты, опоры линий электропередачи и многие другие конструкции выполняются в виде стальных ферм.

Фермы по сравнению со сплошными балками экономичны по затрате металла, им легко придают любые очертания, требуемые условиями технологии, работы под нагрузкой или архитектуры, они относительно просты в изготовлении.

Фермы применяют при самых разнообразных нагрузках; в зависи-мости от назначения им придают самую разнообразную конструктив-ную форму — от легких прутковых конструкций до тяжелых ферм, стержни которых могут компоноваться из нескольких элементов круп-ных профилей или листов.

Наибольшее распространение имеют разрезные балочные фермы (рис. 9.1, а) как самые простые в изготовлении и монтаже. Неразрезные (рис. 9.1,б) и комбинированные (рис. 9.1, д) системы ферм рациональны при большой собственной массе конструкции, так как в этом случае они могут дать значительную экономию металла.

Кроме того, неразрезные фермы можно применять исходя из требований эксплуатации, так как они обладают большей жесткостью и могут

иметь меньшую высоту.

Башни и мачты представляют собой вертикальные консольные системы ферм (рис. 9.1, е). Соответствующие эксплуатационные или архитектурные требования могут обусловить применение арочных (рис. 9.1, в) или рамных (рис. 9.1,г) ферм.

Промежуточными между фермой и сплошной балкой являются составные системы, состоящие из балки, усиленной либо снизу подвешенной цепью (шпренгельная балка) или сквозной фермой, либо сверху аркой или фермой (рис. 9.1, ж). Распор цепи или арки, а также поддерживающее воздействие элементов фермы уменьшают изгибающий момент в балке. составные системы просты в изготовлении и рациональны в тяжелых конструкциях, а также в конструкциях с подвижной нагрузкой. Возможность использования в составных системах дешевых прокатных балок благоприятно сказывается на стоимости и трудоемкости изготовления этих систем.

Эффективность ферм и составных систем можно значительно повысить, создав в них предварительное напряжение.

В фермах подвижных крановых конструкций и покрытий больших пролетов, где уменьшение веса конструкций дает большой экономический эффект, возможно применение алюминиевых сплавов.