Металлические фермы – строительные металлоконструкции в виде системы стержней, соединенных в узлы. Является неотъемлемой частью различных зданий, сооружений – мостов, транспортных эстакад, грузоподъемных механизмов, ангаров. Все фермы металлические изготавливаются из стального проката, а для легких быстровозводимых объектов (сцены, шатры и пр.) могут использоваться алюминиевые элементы.
Классификация металлических ферм
Выделяют 2 вида ферм в зависимости от их пространственного исполнения:
- Пространственные. Геометрически неизменяемая система, составленная из стержней, не лежащих в одной плоскости. Образует т.н. «пространственный брус», способный воспринимать нагрузки в любых направлениях. Конструктивно пространственные фермы состоят из граней, представляющих собой плоские фермы.
- Плоские. Это частный случай пространственных металлических ферм, в которых один из поперечных размеров либо чрезмерно мал по сравнению с другими размерами, либо не играет существенной роли при распределении усилий. Конструируются так, что приложенная нагрузка передается в узлах, но в сечениях элементов не возникают поперечные и изгибающие моменты, и стержни работают только на продольное усилие, т.е. нагрузки воспринимаются только по вертикали.
Для пространственных и плоских металлических ферм предполагается шарнирное соединение стержней, но реальные металлоконструкции могут и не иметь шарниров – в них элементы соединены между собой жестко посредством сварки или заклепок.
Виды ферм по воспринимаемому усилию (нагрузке)
Различают легкие и тяжелые металлические фермы. Легкие проектируются из стержней простого прокатного или гнутого профиля. Применяются там, где не возникает особых нагрузок, в том числе и динамических, и требуется максимально облегчить и упростить конструкцию.
Тяжелые стальные фермы выполняются из элементов составного сечения. Это решетчатые металлоконструкции для грузоподъемных механизмов, мостов и пр., большепролетные конструкции.
Разновидности по статической схеме
В зависимости от статической схемы выделяют следующие виды металлических ферм:
- Балочные. Подразделяются на разрезные, неразрезные и консольные. Балочные разрезные наиболее простые в производстве и установке, и чаще всего используются для покрытий зданий, мостов и др. Если перекрываемых пролета 2 и более, то выбирают неразрезные фермы при условии, что грунт усилен – на слабых грунтах из-за усадки возникают дополнительные усилия. Консольные подходят для опор ЛЭП, башен и аналогичных объектов.
- Рамные. Подходят для большепролетных зданий – ангаров, фабрик, заводов, торговых центров с большими залами и пр. Характеризуются экономичным расходом стали и малыми габаритами по сравнению с балочными, но при этом трудоемки в монтаже.
- Арочные. Используются исходя из архитектурных соображений для соответствующих объектов. Такие фермы приводят к увеличению объема помещений.
- Комбинированные. Представляют собой сочетание нескольких типов ферм, и проектируются с учетом требований конкретного проекта.
Классификация по очертанию поясов
Очертание поясов напрямую влияет на распределение усилий в элементах, на расход стали и трудоемкость изготовления конструкции. Выделяют следующие виды:
- Трапециевидные. Характеризуются упрощением узлов с возможностью устройства жесткой рамной конструкции, что способствует повышению жесткости объекта.
- Треугольные. Применяются для консольных систем, а также балочных ферм в случае сосредоточенной в середине нагрузки. Достаточно сложны и нерациональны по расходу стали, но без них не обойтись при устройстве стропильной системы с большим углом уклона кровли.
- Параболические (сегментные). Сегментные фермы с параболическим поясом считаются наиболее экономичными, поскольку имеют форму, очерченную по эпюре моментов. Но криволинейные элементы трудоемки в изготовлении.
- Полигональные. Применяются чаще сегментных. Характеризуются относительно простым изготовлением и малым расходом стали.
- С параллельными поясами. Наиболее часто встречаются в производственных объектах. Имеют одинаковую схему узлов и равные длины элементов решетки конструкции.
На заводе металлоконструкций стальные фермы производятся в соответствии с действующими стандартами, в частности – ГОСТ 23118-99. Возможно производство любых типов и видов металлических ферм в соответствии с проектом заказчика. Для всех конструкций и их элементов по заказу может быть выполнена антикоррозийная обработка.
