Компромісний англійський варіант перекриття
У храмах V ст. дах вдавалося спорудити без використання ферм.
Найбільш простим видом ферм, що використовуються для перекриттів, є конструкція А-подібної форми, що з'явилася в середні віки. Нижню частину ферми, що сприймає горизонтальні навантаження, будівельники називають ригелем. Зазвичай не важко знайти для ригеля досить довгі колоди, щоб зробити просту трикутну ферму (рис. 95) для невеликих прольотів.
Проте вже двоповерхові будинки з такими перекриттями непропорційно виглядають досить безглуздо. При цьому марно пропадає велике простір під дахом. Тому будівельники намагаються більш розташовувати ригель, що дозволяє розміщувати всередині даху кімнати, використовуючи, де необхідно, слухові вікна. Але у ферм з високо розташованими ригелями під дією ваги даху вигинаються і пружинять крокви, створюючи бічне навантаження настіни (рис. 96), що в кінцевому рахунку може дорого обійтися. Чим вище розташований рігель, тим, природно, ця небезпека більша.
Мал. 95.Звичайний двоповерховий будинок
Мал. 96.Наслідки використання ферми з високо піднятим ригелем (перебільшено, але не занадто).
Серйозною проблемою було спорудження даху для середньовічних залів і соборів, що мали часто великі прольоти. Використання в них ферм, можливо, було б дешевше, ніж спорудження арочних або куполоподібних склепінь. Однак, якби навіть під рукою були досить довгі колоди для ригелів і крокв, вони нависли б майже над головою і весь архітектурний ефект зали або нефа був би втрачений, зокрема, були б закриті великі східне та західне вікна. Оскільки на той час зовнішньому вигляду надавали більше значення, ніж функціональності, то будівельники континентальної Європи залишалисявірними кам'яним склепінням, використовуючи для підтримки арочних дахів витончену і дорогу систему контрфорсів.
У зв'язку з цим цікаво відзначити, що англійські будівельники виробиликомпромісний варіант дерев'яного даху, який можна назвати швидше геніальним, ніж науково обґрунтованим: перекриття з підблочником (рис. 97).
Мал. 97.Компромісний англійський варіант перекриття.
Подібні дахи великих будівель стали в Англії досить популярними; їх можна побачити на таких будинках, як Вестмінстер-хол, і на багатьох коледжах Оксфордаї Кембриджа, а також на деяких великих приватних будинках. Виглядають вони дуже добре і цим, мабуть, частково зобов'язані тим можливостям, які надають у розпорядження різьбярів по дереву численні «суглоби» ферм. Павла у Фенчерчі.
Від звичайних крокв з високим ригелем перекриття з підблочником відрізняється тим, що в ньому точка застосування розпираючого тиску до зовнішніх стін істотно зміщується вниз, а це зменшує небезпечні зміщення лінії тиску. Хоча цей тип перекриттів добре себе зарекомендував на практиці, континентальні архітектори ніколи їм не захопили. він застосовувався лічене число разів.
У традиційних дерев'яних фермах з'єднання зазвичай виконували за допомогою дерев'яних нагелів, а іноді залізних хомутів. Такі з'єднання взагалі-то не відрізняються особливими якостями, але головною вимогою до таких конструкцій була скоріше жорсткість, ніж міцність.
У великих сучасних спорудах - заводських цехах, ангарах і складах-ферми перекриттів часто робляться із сталевих деталей, наприклад кутового профілю, і в цьому випадку особливих проблем із міцністю з'єднань неУ невеликих будинках ферми перекриття в наші дні майже завжди роблять дерев'яними, зазвичай бруси вибираються мінімально можливої товщини. Жорсткості стельових балок часом може вистачати тільки на те, щоб зі стелі не сипалася штукатурка. При модній зараз переробці горища в додаткову кімнату найбільші ускладнення обіцяє недостатня жорсткість підлоги. Хоча балки перекриття їдвалі тріснуть, вага людей і меблів може викликати серйозні і дорогі пошкодження будинку. Майстрам-аматорам це корисно мати на увазі.
Ферми у кораблебудуванні
Горе землі, що осіняє крилами по той бік річок ефіопських,
що посилає послів морем і в папірових судах по водах!
Корабели використовували ферми різних типів за багато століть до того, як до тієї ж ідеї прийшли будівельники та архітектори. Майже всі трактати з історії суднобудування починаються з давньоєгипетських човнів, призначених для плавання Нілом. Як було відомо пророку Ісаї, вони робилися з щільно пов'язаних воєдино снопів тростини. Їх виникнення відноситься до часів більш давніх, ніж часи Ісаї (близько 740 р. до н. е.) - IV-III тисячоліть до нашої ери. Подібні човни використовуються і зараз на Білому Нілі, а також на озері Тітікака в Південній Америці. Ці човни набували потрібної форми, якщо можна так висловитися