по системе решетки - фермы с треугольной решеткой и треугольной с дополнительными стойками решеткой (рис. IX.l,d), фермы с раскосной (рис. 1Х.1,е), шпренгельной решеткой (рис. 1ХЛ,ж) и решетками специальных типов: крестовой, ромбической, полураскосной (рис. 1Х.1,з, и, к).

Система решетки зависит от схемы приложения нагрузок и специальных требований к ферме. Наиболее проста треугольная решетка. Дополнительные стойки ставят в тех случаях, когда в месте их расположения прикладываются сосредоточенные силы или когда хотят уменьшить длину панели верхнего, сжатого пояса.

Особенностью раскосной решетки является то, что все раскосы имеют усилия одного знака, а стойки - противоположного; при восходящем направлении раскосов стойки сжаты, а при нисходящем-растянуты. Шпренгельная решетка применяется при более частом приложении сосредоточенных сил к верхнему поясу. Фермы с крестовой решеткой применяются обычно при двусторонней нагрузке. Крестовые раскосы проектируют из гибких элементов или тяжей; они воспринимают только растягивающие усилия, а при сжатии выключаются из работы. Благодаря этому фермы с крестовой решеткой рассчитываются как статически опр£деляемые системы. Решетки ромбическая и по-

Нитнийтс

t Пролет фермы

1Л1/\1/М/\1/\1

и/И/\т

Рис. IX. 1. Элементы ферм и их классификация по очертанию поясов и типу решетки

а -с параллельными поясами; б - полигональные; в - арочные (сегментные); г - трз-угольные; б - с треугольной решеткой; е - с раскосной решеткой; ж - со шпренгельной решеткой; з, и, к - со специальными решетками

лураскосная обладают повышенной жесткостью и применяются иногда в конструкциях с большими поперечными силами.

В зависимости от вида статической схемы различают фермы разрезные, неразрезные и консольные. По значению наибольших усилий в элементах фермы разделяют на легкие (пролетом

/ до 50 м с наибольшим усилием в поясах Ломаке ~ 5000 кН) и

тяжелые; по конструктивному решению - на обычные, комбинированные и с предварительным напряжением.

1. КОМПОНОВКА ФЕРМ

В задачу компоновки фермы входит определение ее рациональной схемы с учетом ряда требований: экономичности по затрате металла, простоты изготовления, транспортабельности, требований унификации и типизации. Эти требования часто входят в противоречия между собой, поэтому необходимо найти оптимальное решение, наилучшим образом удовлетворяющее одновременно комплексу требований.

Масса фермы зависит от отношения ее высоты к пролету. Усилия в поясах фермы возникают главным образом от изгибающего момента, а в решетке - от поперечной силы. Чем больше высота фермы, тем меньше усилия в поясах и их масса, но с увеличением высоты фермы возрастают длина решетки и ее масса. Наименьшая масса фермы достигается, когда масса поясов примерно равна массе решетки. Теоретическое значение отношения высоты к пролету для ферм наименьшей массы довольно велико: /гопт/=1/4-1/6. Изготовленные на заводе металлических конструкций отправочные элементы ферм в случае доставки их к месту монтажа железнодорожным транспортом должны иметь высоту не более 3900 мм (см. § 11, рис. IV.1).

Таким образом, оптимальные по затрате металла фермы пролетом более 18 м уже получаются негабаритными для перевозки. Фермы высотой более 3900 мм приходится собирать на месте монтажа, а это усложняет и удорожает строительство. Выгоднее сделать более тяжелую ферму с отношением hjl до 1/10, но габаритную по условиям перевозки.

При компоновке схем ферм важнейшее значение придается удовлетворению требований унификации и типизации для снижения стоимости и трудоемкости заводских и монтажных работ. Например, ширина стандартных сборных желе;юбетонных плит для покрытия промышленных зданий диктует постоянный размер панели ферм независимо от пролета; сопряжение ферм с колоннами в .многопролетных зданиях требует одинаковой конструкции опорного узла и высоты на опоре ферм разных пролетов; применение сборочных кондукторов, упрощающих пз-готовлсние однотипных конструкций, возможно при полном подобии узлов фермы и т. д.

В соответствии с этими требованиями рациональные схемы

ферм получаются, если: отношение высоты к пролету принимается /г = 1/7-1/10; фермы пролетом до 36-42 м имеют высоту не более 3900 мм; угол наклона раскосов принимается в пределах 33-55°.

2. ТИПЫ СЕЧЕНИИ СТЕРЖНЕЙ ФЕРМ

Легкие фермы пролетом до 36-42 м с наибольшими про-дольнььми усилиями в стержнях до 5000 кН большей частью делаются с сечениями элементов из парных уголков. Комбинируя состав сечения из равнобоких уголков или из неравнобоких, соединенных малыми или большими полками, получают равноус-тойчивое в обеих плоскостях сечение, хорошо работающее на продольную силу.

В узлах стержни соединяются при помощи листовых фасонок открытыми, хорошо доступными швами (рис. IX.2, а). Фермы с элементами из гнутых профилей на 10-15% легче, чем фермы из уголков (рис. IX.2, б). Такие профили небольшой мощности поставляет металлургическая промышленность, а более мощные изготовляют на гибочных прессах заводы металлических конструкций.

Наиболее рациональной формой сечения элементов ферм является трубчатое сечение; фермы из труб экономичны по массе, хорошо сопротивляются коррозии (рис. IX.2, в). Некоторое усложнение узлов и дефицитность труб ограничивают их применение.

Весьма рациональная конструкция фермы с применением разных марок сталей: элементы, имеющие большие усилия (пояса, опорные раскосы), проектируют из стали повышенной прочности, а остальные слабонагружаемые элементы решетки - из обычной углеродистой стали.

Фермы из алюминиевых сплавов применяют редко, их эле- менты изготовляют из специальных прессованных профилей, гнутых листов или труб.

Сечения элементов тяжелых ферм с усилиями в стержнях свыше 5000 кН обычно принимаются составными из сварных двутавров или прокатных профилей. Большие усилия в стержнях легче передаются в узлы через две фасонки, поэтому такие фермы называют двухстенчатыми. Тяжелые фермы применяют для перекрытия больших пролетов, особенности их конструкции рассмотрены в § 46.

§ 34. СТРОПИЛЬНЫЕ ФЕРМЫ

/ КОНСТРУКЦИИ ПОКРЫТИИ

В конструкциях покрытий наибольшее распрострапепие-получили два конструктивных решения: с применением продольных прогонов и без них. В первом случае по стропильным фер-