Призначення генеральних розмірів ферм

Довжина ферми визначається її прольотом, який встановлюють залежно від компонувальних та технологічних вимог. При спиранні ферм зверху на опори конструктивна довжина може бути визначена за наближеною формулою:

де l0 - Відстань між внутрішніми гранями опор; a - ширина опор.

Для середніх прольотів нерозрізних ферм розрахункові прольоти підраховуються по осях опор.

Якщо ферма спирається збоку на колони, її конструктивна довжина і розрахунковий проліт беруть такими, як відстань між внутрішніми гранями колон.

Оптимальна висота ферми h, яка відповідає найменшій масі або вартості конструкції залежить від прольоту l, контуру поясів, типу решітки та кількості панелей n. Очевидно, що зі збільшенням висоти ферми знижується маса (вартість) поясів, так як зусилля, що діють в них, назад пропорційні висоті (Nn=M/h, де М – балковий згинальний момент у відповідному перерізі; h — висота ферми), і підвищуються витрати матеріалу на елементи решітки(Збільшуються довжини розкосів та стійок). Для ферм з паралельними поясами і трапецеїдальними оптимальна висота визначається так:

З аналізу значень hopt, знайдених за наведеними формулами, випливає, що найбільша висота відповідає трикутній решітці, а найменша (приблизно на 40% менше, ніж при трикутній) розкісної. При цьому

Однак на практиці висота ферм береться дещо нижчою за оптимальну, що пов'язано з вимогами, встановленими за умовами транспортування металевих конструкцій на відкритому рухомому складі. Висота вихідних марок (елементів заводського виготовлення, які є частиною конструкції, з яких на будівельнійплощадці вона збирається до проектних розмірів) не повинна перевищувати висоти монтажного габариту залізничної платформи – 3800 мм.

З цих міркувань лімітуються і довжини вихідних марок - не більше 13,5 м, а при використанні спецплатформи - не більше 18 м.

Слід зазначити, що з оптимізації наведених витрат за ферму, оптимальна висота значно знижується проти hopt, що відповідає мінімуму маси конструкції, і сягає приблизно 1/8 — 1/10 прольоту.

При проектуванні покриттів виробничих будівель, для скорочення кількості типорозмірів ферм, їх деталей та елементів, що примикають до них (зв'язків, прогонів, колон) проведена уніфікація конструктивних рішень покриттів. Така уніфікація базується на модульній координації розмірів у будівництві, що регламентує при основному модулі М = 100 мм приймати прольоти ферм кратними збільшеними модулями — 60 М і 30 М. При відповідному техніко-економічному обґрунтуванні можливі відступи від вимог модульності, якщо цього вимагають умови завданням на конкретний об'єкт чи цьому досягається певна економія матеріалу. Однак і в цих випадках проводиться уніфікація розмірів, поперечних перерізів та конструктивних рішень вузлів.

В уніфікованих схемах ферм з паралельними поясами прийняті єдині розміри панелей, що дорівнюють 3000 мм, і прольоти 18, 24, 30 і 36 м. Висота ферм прийнята по зовнішніх гранях елементів 3150 мм. При проектуванні будівель з прольотами 18 і 24 м, в яких за умовами експлуатації не потрібна підвищена висота простору між поясами ферм, висота ферм з парних куточків може бути зменшена до 2550 мм. Інші висоти приймаються у фермах з безфасонними вузлами, в яких окремі елементи проектують із труб (h = 2900 ммміж осями поясів) та замкнутих гнутозварних профілів (h = 2000 мм між зовнішніми гранями поясів).

Уніфіковані ферми мають трикутні ґрати з додатковими стійками. При цьому опорний розкіс проектують висхідним для уніфікації вузлових з'єднань ферм з опорами. При опиранні покрівлі через 1500 мм для запобігання місцевому вигину панелей поясів застосовують шпренгельну решітку.

Ферми прольотами 18 м виконують із горизонтальними нижніми поясами, верхні мають ухил 1,5%. При прольотах 24, 30 та 36 м ферми проектують із паралельними поясами, ухил яких становить 1,5%. Для зручності транспортування ферми виготовляють у вигляді окремих винахідників марок довжиною 12-15 м з наступним об'єднанням їх у монтажних стиках.

Для запобігання великим прогинам ферм, які порушують зовнішній вигляд покриття, а в окремих випадках і умови нормальної експлуатації (наприклад, підвіски кранів), ферми виготовляють з будівельним підйомом, тобто зі зворотним вигином. При дії зовнішніх навантажень будівельний підйом погашається та ферма приймає проектне положення.

Практично будівельний підйом задається по спрощеній кривій, траєкторія якої при прольотах ферм 36 м і більша за прогин від постійного і тривалого тимчасового завантаження.

Для ферм з паралельними поясами будівельний підйом влаштовують незалежно від прольоту, приймаючи його рівним прогину від сумарного нормативного навантаження плюс 1/200 прольоту.