Устойчивость ферм. Связи

Сквозная плоская система (ферма) легко теряет свою устойчивость из плоскости. Чтобы придать ферме устойчивость, ее необходимо при­соединить к какой-либо жесткой конструкции или соединить связями с другой фермой, в результате чего образуется пространственный устой­чивый брус (рис. 9.7, а).

Для обеспечения устойчивости такого бруса (блока) необходимо, чтобы все грани его были геометрически неизменяемы в своей плоскости.

Грани блока (рис. 9.7, а) образуются двумя вертикальными плос­костями спаренных ферм (аЬЬ'а' и Асс'д,}, двумя перпендикулярными им горизонтальными плоскостями связей, расположенными по обоим поясам ферм (сЪЬ'с' и йаа'й'), и не менее чем двумя вертикальными плоскостями поперечных связей (обычно в торцах ферм — аЬсй и а'Ь'с'д,'}. Поскольку этот пространственный брус в поперечном сечении замкнут и обычно достаточно широк, он обладает очень большой жест­костью при кручении и изгибе, поэтому потеря его общей устойчивости в изгибаемых системах невозможна. Конструкции мостов, кранов, ба­шен, мачт, шпилей, укосин и др. представляют собой аналогичные про­странственные брусья, состоящие из сквозных ферм(рис. 9.7,6).

В покрытиях зданий решение усложняется вследствие большого ко­личества поставленных рядом плоских стропильных ферм. Такие фер­мы, связанные между собой только одними прогонами, не образуют не­изменяемой устойчивой системы, так как они имеют свободную длину из своей плоскости, равную пролету, и легко могут потерять устойчи­вость (рис. 9.8, а).

В этом случае устойчивость как в целом, так и отдельных элементов плоских ферм обеспечивается тем, что в конструк­ции покрытия создается несколько пространственных устойчивых бло­ков из двух соседних ферм, скрепленных как связями в плоскости верх­него, а иногда и нижнего пояса, так и вертикальными поперечными свя­зями между стойками ферм, которые могут заменить связи по нижнему или верхнему поясу (рис. 9.8,6). К этим жестким блокам прочие фермы прикрепляются горизонтальными элементами, препятствующими гори­зонтальному перемещению поясов ферм и обеспечивающими их устой­чивость (обычно прогонами, расположенными в узлах ферм). Чтобы про­гон мог закрепить узел фермы в горизонтальном направлении, он сам должен быть прикреплен к неподвижной точке — узлу горизонтальных связей. Если прогон не прикреплен к диагоналям связей в месте их пересе­чения, расстояние между закрепленными в горизонтальном направле­нии точками верхнего пояса фермы равно двум панелям (рис. 9.8, б). Это должно учитываться при подборе сечения верхнего пояса ферм.

В беспрогонных покрытиях верхние пояса ферм закрепляют с помо­щью кровельного настила и специальных элементов (тяжей), прикреп­ляющих пояса к поперечным горизонтальным связям.