Capacitatea de transport a fermei. Farm. Domeniul de aplicare. Clasificare. Constructii agricole

Controlează fermele. Aceasta depinde de scopul structurii, schema statică a fermei, tipul de încărcături care acționează asupra acesteia și alți factori. Teoretic, cel mai avantajos este conturul conturului fermei, în care corespunde conturului momentelor epuiare. De exemplu, cu o încărcătură uniform distribuită și o centură inferioară orizontală, cureaua superioară este conturată de-a lungul arcului parabola (figura de mai jos) și cu o sarcină concentrată în span - o structură triunghiulară (figura de mai jos). În acest caz, eforturile vor avea loc numai în centuri; în tijele rețelei, forțele sunt teoretic zero. Cu toate acestea, fabricarea fermelor cu o centură curbilinie este suficient de complexă și, în plus, apar momente semnificative de îndoire în elementele centurii curbilinii (figura de mai jos), care agravează în mod semnificativ funcționarea centurii.

Poziția poligonală a uneia dintre curelele de bare, cu o parte a nodurilor situate de-a lungul arcului unei parabole (structura poligonală, figura de mai jos), oferă, de asemenea, eforturi reduse în tijele zăbrelelor și greutatea relativ mai mică a ferurilor. Astfel de ferme nu necesită îndoirea elementelor centurii și marcarea de-a lungul curbelor. Cu toate acestea, necesitatea pentru fiecare nod cu o ruptură a curelei pentru a aranja articulațiile și consumul suplimentar de materiale pe plăcile de capăt complică fabricarea și crește costul ferurilor poligonale. Prin urmare, în exploatații relativ mici (până la 40 m) forme poligonale sunt rareori utilizate. Cel mai adesea, fermele ușoare au o formă trapezoidală (Fig. De mai jos) și cu yasami paralel (Fig. Traseele trapezoidale ale fermei au pante mici din centura superioară. Au început să fie folosite în locul structurii triunghiulare atunci când se utilizează laminate materiale de acoperis, care nu necesită pante mari de acoperiș. În prezent, aceste ferme sunt principalele tipuri acoperisuri de acoperiș   (acoperă fermele).

Schițele părții superioare a fermei de curea

Forma trapezoidală a fermelor corespunde destul de bine diagramei momentelor de încovoiere dintr-o sarcină distribuită uniform - conturul structurii este descris în jurul diagramei (fig. linia punctată - graficul momentelor de îndoire).

Suporturile triunghiulare (fig. De mai sus), datorită eforturilor foarte mari în centuri, sunt întotdeauna mult mai grele decât alte tipuri de ferme. Un exemplu de utilizare a fermei triunghiulare în ceea ce privește cerințele operaționale poate fi vărsarea acoperirilor (figura de mai jos), utilizată în clădiri unde este nevoie de un flux mare și uniform de lumină naturală pe o parte.

Distrugerea formei triunghiulare a fermei

1 - geamuri

Înălțimea fermei este prescrisă după ce a fost decisă conturul conturului. Cea mai avantajoasă (optimă) înălțime a barei este obținută atunci când masa centurii este egală cu masa zăbrelelor (cu gussets), care se realizează cu un raport relativ mare al înălțimii barei de fixare la span (h / l\u003e 1/5). În practică, acest raport este întârziat, iar masa zăbrelelui împreună cu gussets este adesea mai mică decât jumătate din masa benzilor (0,4-0,3 din masa totală a structurii). Acest lucru se datorează faptului că, la altitudine mare, ferma este inconvenabilă pentru a fi transportată și asamblată, deoarece ar trebui să fie transportată prin elemente separate și asamblate la locul de instalare, ceea ce necesită mult timp și costuri mari, care nu sunt returnate cu economii de metale.

Pentru a putea fi transportat pe calea ferată, dimensiunea verticală maximă a structurii nu trebuie să depășească 3,8 m. Prin urmare, înălțimea suportului ușor în mijlocul deschiderii (pentru l< 36 м) обыч-но назначают не более этого размера. Наименьшая высота фермы определяется требованиями жесткости — величиной допускаемо-го прогиба. Чем меньше размер допускаемого прогиба, тем боль-шей должна быть назначена высота фермы, кроме того, она должна быть увязана с желательным углом наклона раскосов к поясу и раз-мером отдельной панели.

Având în vedere circumstanțele de mai sus, dintre care cele mai importante ar trebui să fie luate în considerare pentru a asigura deformarea și menținerea dimensiunilor de transport admisibile, înălțimea h a fermelor luminoase este prescrisă într-o limită destul de largă: de la 1/5 la 1/20 din interval. Pentru structurile de acoperis trapezoidale și cu paralele   este de obicei atribuită o înălțime în mijlocul intervalului h = (1 / 7-1 / 9) l.

Înălțimea pe suportul fermei h 0 este rațională pentru a lua același lucru în cazul fermelor cu diferite deschideri. Acest lucru vă permite să aveți o singură schemă geometrică standard și să furnizați componente standard de fixare. Cu o pantă de bandă superioară de 1/8, înălțimea h 0 în exploatațiile tipice de 18-36 m a fost presupusă de 2,2 m (între unghiul barelor unghiulare). În fermele cu curele paralele această înălțime este de 3,15 m.

Sisteme de ferme pentru ferme. ferme metalice   acestea sunt toate variate. Masa structurii, forța de muncă a fabricării acesteia și aspectul acesteia depind de sistemul de zăbrele. Se dorește a fi proiectat astfel încât încărcăturile pe structură să fie transmise, de regulă, în noduri (pentru a evita îndoirea centurii locale). Re-truss-ul trupei funcționează pe forța transversală, îndeplinind funcțiile peretelui fasciculului solid.

Toate tipurile de grile de fermă pot fi împărțite în trei sisteme principale: triunghiulare, diagonale și speciale.

Un sistem de rețea triunghiulară cu o direcție variabilă a distanțelor fără stâlpi (Fig. De mai jos) are cel mai mic număr de noduri și tije și cea mai mică lungime totală a acestora. Totuși, cu o astfel de latură, lungimea panourilor benzii comprimate este destul de semnificativă, ceea ce necesită un consum sporit de material pentru a asigura stabilitatea sa în planul structurii. Pentru a reduce lungimea panourilor benzii comprimate, se adaugă rack-uri suplimentare la rețeaua triunghiulară (figura de mai jos). Uneori, se adaugă și suspensii (vezi mai jos), care, dacă este necesar, reduc distanța dintre nodurile de fermă (de exemplu, în macaralele portante). Rack-urile și umerasele suplimentare măresc ușor greutatea fermei, deoarece lucrează numai la încărcătura locală, fără să participe la "transferul către suportul forței transversale, ceea ce face posibilă micșorarea secțiunii transversale.

Diferite sisteme de rețele de bare

În cazul unui sistem cu laturi diagonale, este necesar să se facă eforturi pentru ca elementele de zăbrele mai lungi să funcționeze în tensiune și să fie mai scurte (stâlpi) pentru comprimare, deoarece lucrarea barelor presate scurte este mai puțin afectată de îndoirea longitudinală decât lucra mult timp.

Această cerință este satisfăcută de armăturile descendente în barele de formă trapezoidală și cu curele paralele (figura de mai jos) și ascendente - în structurile triunghiulare (figura de mai jos). Cu toate acestea, în acest din urmă, brațele ascendente formează noduri care sunt incomode pentru proiectare. Prin urmare, într-o fermă triunghiulară, este mai rațional să folosim brațele descendente (fig. ele sunt comprimate, dar lungimea lor este mai mică și unitățile de bare sunt mai compacte. Este recomandabil să se utilizeze o grilă diagonală cu o înălțime mică de ferme, sarcini nodale mari și, de asemenea, când schema constructivă   structurile fixează cu precizie poziția nodurilor structurale (de exemplu, într-o structură longitudinală de legătură a porților hidraulice).

Sistemele speciale ale zăbrelelor cuprind laturile de fermă, cruce, rombică și semiaxială.

Necesitatea unei rețele înfilete (figura de mai jos) apare în ferme cu o înălțime mare, atunci când, la un unghi dorit de cusături diagonale la curea, lungimea panourilor este excesiv de mare, incomod pentru locație acoperire.

În fermele care lucrează cu încărcătură bilaterală, de regulă este aranjată o rețea transversală (a se vedea figura de mai jos). Astfel de grile sunt adesea folosite în ferme orizontale legate, care sunt utilizate pentru a spațiere rigidă fermele principale (de exemplu, în clădiri industriale, poduri și alte structuri). În acest caz, barele de legătură într-o rețea transversală sunt construite din elemente flexibile capabile să transporte numai forțe de tracțiune. Această metodă de proiectare transformă rețeaua transversală de la statică nelimitativă la statică definabilă. La o eventuală încărcare a structurii din fiecare panou, o bandă va fi întinsă, iar cealaltă va fi comprimată. Datorită flexibilității deosebite a brațului comprimat, fără eforturi semnificative, acesta își pierde stabilitatea și se oprește de la locul de muncă. Drept rezultat, numai brațul, care este întins sub această combinație de încărcături, rămâne operațional; ferma, așa cum a fost, dobândește un sistem de zăbrele cu coborâri descendente (figura de mai jos).

Grilele rombice și semi-periate (fig. De mai jos), datorate celor două sisteme de bretele, au o rigiditate ridicată; ele sunt raționale atunci când lucrează cu structuri pe forțe transversale mari și, prin urmare, ele sunt folosite în poduri, turnuri și alte structuri.

Unghiul armăturilor la centura fermei are un impact semnificativ asupra mărimii forței și, prin urmare, asupra secțiunii transversale și a greutății tricoturilor. Unghiul optim de înclinare într-o rețea triunghiulară este de 45 °, într-o latură diagonală - 35 °. În toate cazurile, pentru a îmbunătăți proiectarea nodurilor, unghiurile dintre brațe și curele trebuie atribuite în limitele de 30 ° -60 °.

Lungimea panourilor de bare, de regulă, ar trebui să fie de așa natură încât să asigure transferul încărcăturii pe structura de prindere la noduri. În plus, mărimea panourilor ar trebui să corespundă cu unghiul admisibil de înclinare a curelelor la curea. În ferme, dimensiunea panourilor depinde de sistemul de acoperiș. În mod obișnuit, lungimea panourilor în aceste cadre este de 3 m, în cazuri rare de 1,5 m (în ultimul caz, o rețea de bare este adesea folosită pentru a reduce un panou standard de 3 m lungime până la 1,5 m).

Pagina 4 din 10

Inițial, fermele end-to-end au fost aranjate de tip multi-lattice ferme din lemn   Orașul. Primul pod cu astfel de ferme a fost construit în 1845 prin Canalul Regal pe calea ferată Dublin-Drogheda, în Irlanda, cu o lungime de 42,7 m. Plăcile plate ale fermelor din tablă de fier ar putea funcționa numai în tensiune și sub influența forțelor ușoare de compresie off de la locul de muncă. Siderile cu elemente de plat cu multiple ochiuri au fost utilizate într-o serie de alte poduri europene, dintre care unul dintre cele mai mari poduri de cale ferată de-a lungul râului. Wisla din Dirschau (Germania), cu o lungime de 130,9 m fiecare (1857).

Îmbunătățiri semnificative în proiectarea acestor ferme au fost făcute de inginerul rus remarcabil S. V. Kerbedz în dezvoltarea proiectului unui pod de cale ferată dublă pe r. Lunca pe b. Petersburg-Varșovia (figura 1). Podul a fost construit în 1857, avea două deschideri de câte 55,3 m fiecare, acoperite de deschideri continue cu o plimbare în partea de sus. În cadrul fiecărei căi din secțiunea transversală a fost stabilită o structură de deschidere separată formată din două ferme principale, cu o distanță între ele de 2,25 m.

Fig. 1 - Pod peste râu. Meadow

Pentru a crește stabilitatea laterală, ambele structuri de span, deasupra suporturilor, au fost conectate prin legături încrucișate. La atribuirea secțiunilor elementelor acestui pod, S. V. Kurbedz a fost primul care a ținut seama de fenomenul de flambaj în practicarea construcției de poduri. Structurile fermelor, bretelele comprimate și comprimate sunt întinse dintr-o secțiune tare, formată din foi și colțuri, iar numai barele întinse sunt ținute plate (figura 2). Cureaua superioară a fost în formă de U, cea inferioară fiind aceeași, dar rotită cu 180 °.

Fig. 2 - Secțiuni de curele și bretele de ferme ale podului Luga: a - centura superioară la capătul fermelor; b - la fel, deasupra suportului de mijloc; in - bretele comprimate și comprimate - întinse; g - bretele întinse

Dezvoltarea secțiunilor curelelor cu efort sporit în acestea a fost realizată prin creșterea grosimii foilor verticale și a numărului de foi orizontale (până la două) cu îngroșarea lor simultană.

Ștuțurile întinse comprimate și comprimate au constat din două ramuri; fiecare ramură include o foaie verticală și un colț atașat la ea. Ambele ramuri erau interconectate printr-o rețea de scânduri, suprapuse pe rafturile colțurilor. Ca rezultat, a fost creată o secțiune rigidă, capabilă să perceapă forțe compresive.

În 1884, N. A. Belelyubsky a dezvoltat primele proiecte tipice de structuri span pentru lățimi de lumină de la 53,5 m până la 106,68 m, cu un interval de 10,67 m. Schema scheletului în aceste proiecte a fost adoptată în două trepte, dimensiunea panoului nu depășea 5,182 m (figura 3).

Fig. 3 - Diagramele primelor deschideri tipice cu structuri cu două tăișuri

Pentru deschideri clare de 85,34 m și mai multe ferme au fost adoptate cu un contur poligonal al curelelor superioare, la care înălțimea fermelor până la mijlocul intervalului a crescut în conformitate cu modificarea momentului de încovoiere.

Scopul conturului curbilinar al curelelor a fost văzut dintr-un fascicul de rezistență egală, cunoscut chiar și în vremurile lui Galileo (1564-1642). Pentru prima dată, conturul curbilinar al centurilor a aplicat Brunel în ferme cu o deschidere de 57,25 m pe pod peste r. Tamisa de la Windsor, în 1849

În fermele din N. A. Belelyubsky, secțiunile fețelor superioare (figura 4, a) și cele inferioare (fig.4, b) au fost în formă de U în două trepte (figura 4), dezvoltarea lor datorându-se creșterii numărului de foi orizontale. Aceste tipuri de secțiuni ale centurilor de fermă și metoda de dezvoltare a acestora au fost folosite în structurile de acoperire a metalelor de aproape 50 de ani. Secțiunile transversale ale armăturilor întinse (fig.4, c) au constat din două ramificații ale foilor verticale, ale nervurilor comprimate întinse (fig.4, d), ale îmbinărilor comprimate (fig.4, e) și stâlpilor (fig.4, e) coli verticale sau colțuri. Aici, N. A. Belelyubsky a urmat principiile de creare a secțiunilor rigide, adoptate de S. V. Kerbedz în Podul Luga.

Fig. 4 - Secțiuni ale elementelor fermelor din primele spații tipice

Dezvoltarea teoriei de calcul a structurilor, succesul industriei metalurgice, care a extins gama de produse laminate și echipamentul fabricilor care au făcut posibilă fabricarea elementelor structurilor de span cu secțiuni mari, au creat condiții pentru simplificarea în continuare a sistemului de grătare și creșterea dimensiunilor panourilor.

O îmbunătățire suplimentară a fost folosirea unor rețele triunghiulare (figura 5, a). Această rețea are cel mai mic număr de elemente și noduri. Eforturile care sunt transmise de la mijlocul intervalului la suporturi merg de-a lungul celei mai scurte căi, se apropie de suporturi cu fiecare diagonală, în timp ce cu elementele verticale din rețea se transmit de jos în sus (sau de sus în jos) fără a se apropia de suporturi. Spre deosebire de laturile diagonale, unde toate nervurile pot coborî și lucrează numai în tensiune, în laturile triunghiulare unele dintre diagonalele (ascendente) lucrează în compresie, dar datorită absenței struturilor, latura este în general mai ușor de diagonală.

Fig. 5 - Schemele agricole

Dezavantajul laturii triunghiulare comparativ cu cel diagonal este de a crește panoul de bare de 2 ori, ceea ce crește în mod semnificativ greutatea carosabilului.

În punțile rutiere, unde sarcina temporară este mult mai mică, iar distanța dintre axele fermelor este mai mare decât în ​​punțile de cale ferată, în anumite cazuri este necesară o latură triunghiulară.

În punțile de cale ferată, de regulă, este necesar să se ia măsuri pentru reducerea panoului de rulare. Acest lucru se realizează prin instalarea unor piloni verticali și a unor umerase (fig.5, b). În același timp, lungimea panoului carosabil este înjumătățită.

Lucrarea rafturilor și umerilor într-o latură triunghiulară este fundamental diferită de lucrarea elementelor verticale în laturile unui sistem diagonal. În structurile cu structură triunghiulară, rafturile atunci când se deplasează joasă (fig.5, c) și suspensiile în timpul conducerii de sus (fig.5, d) se dovedesc a fi zero și pot fi excluse. Cu toate acestea, în timp ce conduceți în depărtare, acestea sunt de obicei păstrate, deoarece acestea scurtează lungimea liberă a elementelor curelelor superioare compresate.

Elementele verticale ale sistemelor de grinzi diagonale (fig.6, a) sunt elementele principale ale structurii și ale lucrării atunci când se încarcă orice parte a structurilor de feronerie (vezi liniile de influență din figura 6).

Fig. 6 - Linii de influență a forțelor în rafturile unei structuri diagonale și a unei structuri de legătură cu o rețea triunghiulară și rafturi și umerase suplimentare

Rack-urile și pandantele din grilaj triunghiular sunt elemente suplimentare, ele lucrează numai la sarcina locală în cadrul unuia sau a două panouri (fig.6, b).

Instalarea rafturilor și umerilor determină un consum suplimentar de metale, dar, în general, se dovedește a fi eficientă. Chiar și cu rack-uri și umerase suplimentare, greutatea structurilor triunghiulare este de obicei mai mică decât cele diagonale.

Clarificarea acestei situații a contribuit la răspândirea fermelor cu o rețea triunghiulară și rafturi și umerase suplimentare.

Reducerea lungimii panoului în structuri cu o latură triunghiulară poate fi realizată fără elemente verticale suplimentare și prin condensarea rețelei prin combinarea a două laturi triunghiulare (Fig.7, a), obținem așa-numitul sistem cu două laturi.

În același timp, dimensiunea panoului de șosea este aceeași ca și pentru fermele triunghiulare cu suporturi și umerase suplimentare, dar eforturile în brațe și lungimea lor liberă sunt de 2 ori mai mici. Teoretic, era posibil să presupunem că astfel de laturi ar fi mai ușoare decât cele triunghiulare cu standuri și pandantive. Cu toate acestea, aproape nici o pierdere în greutate nu este atins. Datorită lipsei elementelor verticale, atașarea grinzilor transversale și a legăturilor încrucișate este complicată. Dezavantajul este de asemenea un număr mare de noduri, ceea ce face dificilă fabricarea și asamblarea.

Fig. 7 - Scheme de poduri

Introducerea barelor verticale în structura de structură cu două laturi (fig.7, b) facilitează sarcina de a fixa grinzile și legăturile transversale. În această formă, zăbrelele au devenit cunoscute sub numele de cruce și au fost de asemenea folosite în suprastructuri, fără a fi larg răspândite.

În cazul în care elementele verticale sunt așezate cu jumătate din panoul mutat (fig.7, c), este posibilă tăierea panoului de rulare de 2 ori atunci când se atașează barele transversale la toate nodurile. În această formă, aceste ferme sunt utilizate pe scară largă pentru a bloca spanurile mari după al doilea război mondial.

O structură cu două laturi poate fi modificată astfel încât desenul să devină rombic, în timp ce devine nu numai static determinabil, ci și variabil geometric (fig.7, d); în acest caz, îi lipsește o tijă. Pentru a crea imutabilitate în mijlocul structurii, se adaugă de obicei o tijă verticală sau orizontală (fig.7e), deși nu există o necesitate specială pentru aceasta, deoarece imutabilitatea structurii este realizată datorită rigidității nodurilor. Acest sistem nu are avantaje tehnice sau de producție în comparație cu cel al celor două laturi, dar desenul său este considerat mai calm și mai complet.

Sferele de zăbrere rombice au fost folosite pentru un număr de poduri urbane din Europa de Vest (figura 8).

Fig. 8 - Schema podului peste râu. Rinul din Wesel cu ferme de grâu rombice

Îmbunătățirea condițiilor de fixare a fasciculelor transversale în ferme cu o latură rombică se poate realiza prin instalarea de suspensii în nodurile medii (vezi fig. 7, e).

În această formă, grâul a fost propus de prof. G.P. Perednem.

În cazul unor ferme foarte înalte, în scopul reducerii panourilor în timp ce se menține un unghi favorabil de înclinare diagonală, în unele cazuri sa folosit un sistem de secțiune transversală (Fig.7, g). Dezavantajul este creșterea numărului de tije și noduri. Latticele semi-lattice sunt utilizate în prezent numai în obligațiuni.

În ferme mari cu o grilă triunghiulară, pentru a reduce dimensiunea panoului de rulare, nu se utilizează numai rafturi suplimentare și umerase, ci și spițe. În suprastructurile moderne, adesea se instalează spărturile inferioare (fig.7, h), deoarece ele iau în considerare faptul că prezența pulverizatoarelor conduce la o creștere a eforturilor în acele centuri ale fermelor în care sunt livrate. Este mai simplu să se dezvolte secțiuni ale centurilor inferioare întinse decât cele comprimate superioare. În plus, deschiderea cu spangiul inferior este mai stabilă sub influența presiunii transversale a vântului, deoarece densitatea zăbrelelor de bare este mărită în partea inferioară și nu în partea superioară.

Tipuri de ferme

Fermele sunt numite structuri lattice geometrice imuabile, rigiditatea nodurilor care afectează ușor funcționarea tijei și, prin urmare, le permite să fie considerate sisteme cu balamale.
Fermele formează figuri închise, de obicei spațiale, nemodificabile din punct de vedere geometric, de exemplu: poduri, piloni, porți de structuri hidraulice etc. Pentru a facilita calculul, cifrele spațiale sunt împărțite în figuri plate. Acest lucru ar trebui să țină seama de relația dintre lucrările elementelor plate individuale care alcătuiesc figurile spațiale, în urma cărora aceste elemente pot fi încărcate sau descărcate în mod suplimentar. În cazuri deosebit de critice, fermele spațiale ar trebui să fie calculate ca sisteme de articulație cu balamale spațiale sau carcase echivalente cu carcase grele.
Distribuirea fermelor: două rulmenți (tăietoare), multi-purtător (continuu) și consola. Datorită efectului de descărcare a reacțiilor suporturilor intermediare asupra cantității de momente de încovoiere tranzitorii, fermele cu mai multe suporturi au mai puțină stres în centuri decât suportul dublu, dar un efort mai mare în zăbrelele suportului intermediar. Tăieturile complete sunt mai ușor de împărțit. Cu toate acestea, dezavantajele inerente structurilor continue (o mare dependență a forțelor din tije de suprasolicitarea suporturilor, complexitatea instalării, necesitatea unei precizii sporite a îmbinărilor de asamblare, acumularea de deformări de temperatură etc.) fac ca folosirea fermelor continue să fie eficientă în cazuri relativ rare. Suporturile cu susținere dublă pot fi sprijinite sau strânse în mod liber.
În construcțiile industriale și civile moderne, în principal detașate, se folosesc ferme sau ferme care se sprijină liber, care sunt incluse ca cadre în ramele cadrelor.
Fermă cu console, precum și continuu, au mai puțin efort în centurile și, prin urmare, oarecum mai ușor de tăiat simplu. Ele sunt mai mici decât continuu, sensibile la precipitarea suporturilor și fluctuațiilor de temperatură, ceea ce este deosebit de important pentru structurile lungi. Cu toate acestea, fabricarea barelor de consolă în combinație cu cele exterioare este dificilă datorită balamalelor intermediare și repetabilității reduse a elementelor; instalarea lor este și mai complicată datorită instalării neregulate a fermei. Prin urmare, combinația de consolă de consolă și elemente suspendate este permisă numai în acele cazuri în care economiile de greutate rezultate pot justifica complexitatea și încetinirea ritmului de fabricație și de instalare. Uneltele de consolă cu un singur canal sunt utilizate pe scară largă în construcția de macarale pentru încărcătoare, macarale portante și în multe alte cazuri.
Fermele metalice sunt împărțite în mod convențional în lumină și greutate. Structurile ușoare includ acelea ale căror noduri sunt proiectate utilizând o singură inserție (sau atașamente) și chiar complet fără inserții și atașamente. Spre deosebire de grinzile grele, se află niște bare, în care fiecare nod este format utilizând două inserții sau accesorii atașate paralel, iar barele, de regulă, au două secțiuni, cel mai adesea în formă de H sau U.
Din fermele de lumină, tijele și fermele cu o bandă comprimată rigidă se disting în grupuri speciale. Primul este utilizat în construcția de acoperiri; acestea din urmă se află în punțile de macara și macara macara, precum și în punțile de cale ferată care conduc de-a lungul centurii superioare, când centura comprimată are momente de îndoire semnificative din sarcina în mișcare.

Contur contur

Teoretic, conturul cel mai avantajos al conturului fermei este cel în care conturul său corespunde conturului parcelei de momente. De exemplu, cu o sarcină uniform distribuită și o centură inferioară orizontală, cureaua superioară este conturată de-a lungul arcului unei parabole (fig. V-I) și cu o sarcină concentrată în span - o structură triunghiulară. În acest caz, eforturile vor avea loc numai în centuri; în tijele rețelei, forțele sunt teoretic zero. De fapt, datorită unor neuniformități ale încărcărilor reale, excentricităților constructive și a altor factori inevitabili, elementele rețelei se confruntă cu un efort foarte mic.

Greutatea fermelor cu o bandă parabolică este puțin mai mică (aproximativ 8%) decât greutatea fermelor cu curele paralele sau trapezoidale, proiectate în aceleași condiții. Cu toate acestea, fabricarea fermelor cu o centură curbilinie este mult mai complicată și necesită mai mult timp (îndoirea elementelor care alcătuiesc centura, tăierea gingiilor nodale de-a lungul curbei, marcarea elementelor curbiliniare etc.). În plus, momentele de îndoire semnificative M = Nf apar în elementele centurii curbilinii, înrăutățind în mod semnificativ funcționarea centurii. Înrăutățirea muncii centurii și a eforturilor inițiale care apar în elementele de formă curbilinară când sunt îndoite. Prin urmare, în construcția modernă nu folosiți ferme cu o centură de oțel curbată. Conturarea poligonală a uneia dintre centurile de legătură, cu o parte a nodurilor situate de-a lungul arcului unei parabole (în figura V-1, ele sunt marcate cu liniuțe) oferă, de asemenea, eforturi reduse în tijele zăbrelelor și greutatea relativ mai mică a fermei; nu necesită îndoirea elementelor, modelarea și marcarea pe curbe. Cu toate acestea, necesitatea ca fiecare nod cu o ruptură a curelei să asigure îmbinările și consumul suplimentar de materiale pentru căptușeli și mijloacele de îmbinare a articulațiilor complică foarte mult fabricarea și crește costul unor astfel de ferme poligonale (poligonale). Pentru fermele ușoare, în care efectul propriei greutăți este nesemnificativ și economiile la consumul de metale sunt mici, fermele poligonale sunt rareori utilizate. Cel mai adesea în fermele de lumină se utilizează un contur rectiliniu cu centuri paralele sau cu o centură superioară înclinată pentru a forma pante acoperiș - ferme trapezoidale (vezi figurile V-1, c, d).
Dacă calculați fiecare dintre barele de feronerie prezentate în Figura V-1, cu aceleași încărcări uniforme distribuite, deschideri și înălțimi, și apoi comparați rezultatele, se dovedește că cel mai mare efort în centurile triunghiular triunghiular   de aproape 2 ori mai mult decât aceeași cantitate de efort de centură din restul fermelor.
Diferența în amploarea celor mai mari eforturi ale fermelor rămase este nesemnificativă (până la 15%) și nu afectează în mare măsură proiectarea acestor ferme și greutatea lor. Ramurile triunghiulare, datorită eforturilor foarte mari din centuri, sunt întotdeauna mult mai grele decât fermele de alte tipuri. Prin urmare, utilizarea fermelor triunghiulare este limitată la: acoperiri de acoperis cu un acoperiș care necesită pante abrupte, precum și brațe de macarale, unele mașini de împrăștiere a pământului etc. Astfel de ferme triunghiulare se odihnesc adesea în nodul superior și într-unul din cele extreme. Nodul superior de susținere este adesea localizat nu în mijlocul intervalului, ci mai aproape de suportul extrem (de exemplu brațele excavatoarelor pe jos, brațele orizontale ale macaralelor etc.).

Figura V-2 prezintă o diagramă a momentelor dintr-o încărcătură distribuită uniform (linia punctată) și ferme de aceeași înălțime: cu curele paralele și triunghiulare. Cu o secțiune transversală constantă a centurilor, aceste contururi la o anumită scară și reprezintă aproximativ un grafic de momente care pot fi percepute de ferme. Conturul primei ferme este, așa cum a fost, descris în jurul perioadei epuratoare a momentelor, conturul celui de-al doilea - pe întreaga lungime este înscris în această epură. Eforturile maxime în curelele de ferme cu curele paralele, precum și momentele trapezoidale descrise în apropierea epurei, se află în mijlocul intervalului și se prăbușesc brusc spre suporturi. Mărimea momentelor de încovoiere la suporturi scade, iar umărul unei perechi de forțe interne în barele cu paralelă paralelă rămâne constant pe întreaga perioadă. În fundurile trapezoidale, umărul unei perechi de forțe interne scade spre suporturi mai repede decât coordonatele momentului de complot sunt reduse. Umerii perechilor de forțe interne din centurile de ferme triunghiulare rămân mai puțin pe toată lungimea lor decât în ​​fermele cu curele paralele sau trapezoidale. În același timp, umerii perechilor interne în structurile triunghiulare scad spre suporturi mai repede decât ordonatele de scădere a momentelor, ceea ce determină o creștere a forțelor centurii pe suporturile din structurile triunghiulare (Fig. V-3).
O contur mai rațională a curelelor este prezentată în Figura V-2, c. Cureaua superioară este delimitată de două linii drepte tangente la diagrama momentelor sau tăierea acesteia astfel încât relațiile M1: h1 și M2: h2 sunt apropiate unul de altul. În astfel de ferme, conturul centurilor se apropie cel mai mult de complotul momentelor, astfel încât eforturile din panourile individuale ale curelelor se schimba foarte puțin, apropiindu-se de minimul necesar teoretic; forțele din barele din zăbrele sunt de asemenea mici. Cele mai mari eforturi în centuri apar la aproximativ un sfert din intervalul de timp. Este recomandabilă utilizarea acestor ferme; ele sunt adesea folosite în acoperiri interioare cu plafon fals și acoperis de fier. În același timp, panourile extreme ale centurii inferioare (efortul lor este zero) și standurile sunt de obicei excluse, iar fermele sunt susținute de nodurile extreme superioare (figurile V-2, c, jumătatea din dreapta). În cazul în care barele de susținere sunt susținute pe oglinzi de oțel și au un moment în unitatea de susținere, sferturile sunt conectate la suport, așa cum se arată în figura V-2, în.
Conturul curelelor agricole afectează în mod semnificativ nu numai lucrarea curelelor, ci și lucrarea zăbrelelor. Sa observat mai sus că în structurile parabolice și poligonale elementele zăbrele sunt încărcate foarte slab. În fâșii cu curele paralele, triunghiulare și trapezoidale (cu o înclinare mică a curelelor), grila, dimpotrivă, este supusă unui efort foarte mare.
Cele mai mari eforturi ale barelor de zăbrele ale acestor ferme sunt de 2-3 ori mai mari decât eforturile similare ale ferurilor cu o centură curbilină (cu o sarcină asimetrică calculată pentru aceasta din urmă). Acest lucru are un impact semnificativ asupra consumului de materiale pentru tijele de zăbrele și asupra proiectării nodurilor.
Eforturile din tijele zăbrelelor de ferme triunghiulare cresc de la suporturi până la mijlocul intervalului și în ferme cu curele paralele și trapezoidale cu o înclinație slabă a centurii superioare, dimpotrivă, de la mijloc până la suporturi.

Inaltimea fermei

După ce a decis conturul conturului fermei, proiectantul trebuie să-și atribuie înălțimea. Cu o creștere a înălțimii structurii, forțele din curele se prăbușesc și consumul de metale pentru curele scade. Cu toate acestea, cu o creștere a înălțimii barelor de fixare, lungimea brațelor și rafturilor crește și, în consecință, consumul de metale pentru ei. În plus, alungirea elementelor zăbrele comprimate este însoțită de o creștere a flexibilității lor, care, la rândul său, necesită o creștere a dimensiunilor laterale ale elementelor comprimate și mărește consumul de metal. Astfel, cu o creștere a înălțimii structurii, greutatea curelelor scade, iar greutatea zăbrelelor crește.
Înălțimea teoretică cea mai favorabilă a structurii este aceea în care greutatea curelelor se apropie de greutatea grilajului. În practică, acestea se abate de la acest raport, iar greutatea rețelei este adesea mai mică decât jumătate din greutatea curelelor (0,4-0,25 din greutatea totală a structurii, ținând cont de gussets). Trebuie remarcat faptul că abaterile de la înălțimea teoretică cea mai avantajoasă a fermei spre reducerea acesteia conduc la o creștere lentă a greutății structurii, dar ele contribuie la scăderea volumului încăperii care trebuie acoperită, la îmbunătățirea aspectului arhitectural etc.
Cea mai mică înălțime a barelor este determinată de cerințele de rigiditate - valoarea deviației permise. Cu cât este mai mică deformarea admisă și cu cât mai multă tensiune în elementele fermoarelor din sarcina la care este verificată deflexia, cu atât mai mare trebuie să fie atribuită înălțimea fermelor. Prin urmare, în fermele realizate, de exemplu, din oțeluri cu rezistență mare la proiectare, uneori este necesar să se atribuie o înălțime mai mare decât oțelurile obișnuite de carbon din ferme. Înălțimea fermelor trebuie să fie legată de unghiul dorit al brațelor diagonale la centură și de dimensiunea panoului individual.
Dacă fermele sau părțile lor sunt destinate a fi transportate pe calea ferată sau pe șosea, mărimea structurilor corespunzătoare trebuie luată în considerare atunci când se atribuie înălțimea fermelor.
Având în vedere aceste circumstanțe, înălțimea h a fermeilor ușoare este prescrisă într-un domeniu destul de larg: cu curele paralele și trapezoidale cu o pantă mică a curelei - de la 1/5 la 1/20 din intervalul (l); acoperișurile de acoperișuri și traversele porților structurilor hidraulice - h = (1 / 7-18) l. În fermele macaralei de poduri h = (1 / 12-1 / 15) l; în ferme de legătură până la 1/20 l, iar în structuri triunghiulare h = (1 / 4-16) l. În cazul fermelor prezentate în Figura V-2, c, înălțimea recomandată este h = (1 / 5-1 / 5.5) l. În cele ce urmează, aceste recomandări vor fi specificate.

Modele de grilă

Întâlnire în fermele de oțel   laturile sunt foarte diverse. Ele sunt clasificate în multe feluri.
Prin apariția cifrelorformate din tije ale zăbrelelor și curelelor: dreptunghiulare (fig. V-4, a-i), rombice (figura V-4, k, l), dreptunghiulară.

Prin prezența (sau absența) armăturilor și a corzilor:   diagonală cu rafturile principale (figurile V-4, a, b), diagonale fără rafturi (figurile V-4, c); diagonală cu rafturi suplimentare (figurile V-4, d, e); bezraskosnaya (figura V-4, m); în structura din figura V-4, d-rack-urile sunt setate să reducă lungimea panoului benzii comprimate și pot fi îndepărtate fără a perturba imutabilitatea geometrică a structurii; în modelul fermei V-4, d rafturi și umerase suplimentare reduc lungimea ambelor centuri; Rack-ul mediu din fermă din Figura V-4, e este cel principal, iar cele două standuri intermediare sunt opționale.
În direcția armăturilor:   cu direcția constantă a armăturilor; cu nervuri descendente din suportul către momentele maxime (întinse, figura V-4, a); cu bretele ascendente (comprimate) (figurile V-4, b); cu bare de direcție variabile (figurile V-4, B-e).
Prin numărul de bretele într-un singur panou; o singură felie (figura V-4, ae); (fig. V-4, C), sau cu mai multe straturi (fig. V-4, K).
Grillesformarea sistemelor statice determinabil   (figurile V-4, av, h) și static indeterminabil   (Figurile V-4 și, l, m, n).
Atunci când alegeți tipul de zăbrele, trebuie să vă străduiți pentru cea mai simplă formă a acesteia, clar în ceea ce privește distribuția forțelor între tije și asigurarea ușurinței de fabricație. Pentru a reduce consumul de oțel pe zăbrele și a reduce complexitatea fabricației, trebuie să alegeți o schemă de grătare care are cel mai mic număr de tije intermediare și cea mai mică lungime totală a acestora, cel mai mic număr de noduri intermediare și cea mai mare repetabilitate a tipurilor de tije și tipuri de noduri.
În plus, este de dorit ca elementele de zăbrele mai lungi să funcționeze în principal în tensiune și mai scurte (stâlpi) predominant în comprimare, deoarece efectul de îndoire longitudinală este mai puțin afectat de lucrarea barelor presate scurte decât cele lungi.
Cel mai mic număr de tije de zăbrele și cele mai repetabile tipuri de tije și noduri sunt furnizate de un grătar ne-încrucișat (figura V-4, m). Cu toate acestea, structurile de zăvoare cu o latură non-cut-off în structurile de oțel nu sunt aproape utilizate, deoarece pentru operabilitatea unui astfel de sistem este necesară etanșarea rigidă a elementelor convergente la fiecare nod. Elementele înseși, în afară de forțele axiale, sunt de asemenea afectate de momente semnificative de îndoire. Aceste circumstanțe necesită o creștere a dimensiunilor transversale ale curelelor și a rafturilor și complică proiectarea nodurilor, ceea ce face folosirea unor asemenea ferme în cazuri ordinare neprofitabile. Trebuie remarcat faptul că atribuirea în exclusivitate a sistemelor bezraskosnyh cu noduri rigide în categoria fermelor contravine definiției de bază a fermelor, ca sisteme de articulație cu balamale.
La un anumit unghi de înclinare (adică constante pentru toate fermele comparative) a armăturilor la curea, rețeaua cu direcția variabilă a barelor fără rafturi (Fig. V-4, c) are cel mai mic număr de noduri și tije și cea mai mică lungime totală a acestora. Cu toate acestea, cu o astfel de zăbrele, lungimea panourilor unei benzi comprimate este de 2 ori mai lungă decât cu o latură cu o direcție constantă de diagonale. Acest lucru agravează condițiile de lucru ale benzii comprimate, mărind flexibilitatea acesteia în planul fermei, care, la rândul său, necesită un consum sporit de oțel. În plus, panourile lungi sunt nedorite în centurile de fermă respective, de-a lungul cărora se deplasează încărcături în mișcare, de exemplu, în macaralele de pod și la grinzile macaralei. În panourile lungi ale unor asemenea ferme, momente mari de îndoire ar apărea atunci când o sarcină în mișcare este localizată între noduri. Acest lucru se aplică și porților structurilor hidraulice, dacă apa se apasă direct pe una din centuri.
Pentru a reduce lungimea panourilor curelei cu o direcție variabilă a armăturilor, așezați rafturi suplimentare (figurile V-4, g, e). În acest caz, numărul de bare intermediare ale rețelei și numărul de noduri se dovedesc a fi mai mici decât cu o direcție constantă de diagonale.
În cazul în care metoda de încărcare necesită o reducere a lungimii panourilor și de-a lungul curelei inferioare, care se realizează prin montarea umerilor (fig. V-4, e), atunci un ansamblu cu direcția variabilă a brațelor va pierde aproape avantajele față de barele cu direcția constantă a brațelor. Avantajul său este și în acest caz: un număr mai mic de tije care participă la transferul forței laterale de la span la suporturi; calea forței transversale se dovedește a fi mai scurtă. Din experiența de proiectare a fermelor, se știe că înlocuirea unei grile cu o direcție variabilă a armăturilor cu o grilă cu direcție constantă este însoțită de o creștere a greutății totale a fermelor cu 4-6%.
Avantajele ferurilor cu o direcție constantă a armăturilor sunt uniformitatea nodurilor și abilitatea de a desemna o astfel de direcție a armăturilor, în care toți vor fi în principal întinși, iar stâlpii, elementele mai scurte, vor fi comprimate.
Unghiul de prindere diagonal pe curea are un impact semnificativ asupra mărimii efortului și, prin urmare, asupra secțiunii transversale și a greutății barelor diagonale. O analiză teoretică a modificărilor în greutatea fermelor în funcție de schimbarea unghiului dintre barele de fixare și curele arată că în cadrul unor bare cu direcția variabilă a armăturilor, acest unghi este de dorit să fie de aproximativ 45 ° (raportul dintre înălțimea barei și lungimea panoului este de la 0,8: 1 la 1,2: 1 ) și în fermele cu o direcție constantă a coastelor - aproximativ 35 ° (tg 35 ° = 0,7). În toate cazurile, pentru a îmbunătăți proiectarea nodurilor, unghiurile dintre brațe și curele trebuie să fie atribuite în intervalul de la 30 la 60 °.

Grilele semi-lattice (figura V-4, h), comparativ cu o singură axă diagonală simplă, au în mod semnificativ mai multe tije și noduri. Fermele cu o astfel de rețea sunt, de obicei, grele și consumatoare de forță de muncă. Avantajul rețelei de semi-grilaj este de a reduce de 2 ori lungimea liberă a barelor de susținere și, prin urmare, flexibilitatea lor în planul structurii; lungimea fiecărei jumătăți este mai mică decât lungimea brațului. În structurile principale de rulment o astfel de rețea este rar utilizată (în construcția picioarelor de macarale portante și macarale de încărcătoare). De cele mai multe ori, rețeaua de semi-lattice se utilizează în legarea fermelor aranjate între centurile fermelor principale portante pentru fixarea acestora în spațiu. O grilă semi-periată este utilizată atunci când lungimea panourilor este semnificativ mai mică decât înălțimea riglei și când unghiul dintre direcția centurii și întreaga bandă nu se încadrează în limitele recomandate (figura V-5).
Cu o sarcină uniformă în ferme cu curele paralele și trapezoidale cu o înclinare mică a curelelor, cusăturile descendente funcționează în tensiune, în ferme triunghiulare, dimpotrivă, nervuri ascendente (Figura V-6). Cleste ascendente în ferme cu curele paralele și descendente - în ferme triunghiulare sunt comprimate. Cu stâlpi întinși, stâlpii sunt comprimați, iar cu bracări comprimate, stâlpii sunt întinși. Această instrucțiune nu se aplică la rack-urile suplimentare. Eforturile celor din urmă depind numai de direcția sarcinilor nodale externe: dacă încărcăturile sunt direcționate în interiorul conturului, atunci rafturile suplimentare sunt comprimate, dacă sunt exterioare, ele sunt întinse.
În natura marcată a rețelei este ușor de verificat metoda de disecție. Într-o structură cu curele paralele și cârligele descendente (figura V-6, a), răspunsul suport (A = 4P) este mai mare decât suma sarcinilor nodale situate la stânga secțiunea I-I (ΣP ​​= 2,5P) și, prin urmare, pentru echilibrul părții tăiate, este necesar ca brațul să fie întins. Din același motiv, forța din raft (secțiunea II-II) trebuie îndreptată în jos, adică către nodul din stânga. Aceasta înseamnă că rack-ul este comprimat. Într-o structură triunghiulară cu nervuri ascendente (fig. V-6, b), pe partea de tăiere din stânga, toate momentele forțelor externe tind să provoace rotirea în jurul punctului de moment într-o mișcare în sensul acelor de ceasornic; în consecință, efortul de echilibrare al brațului trebuie să indice momentul de direcție inversă, adică forța de strângere trebuie să fie îndreptată de la nod - brațele sunt întinse, iar stâlpii, dimpotrivă, sunt comprimate. O schimbare a direcției armăturilor determină, de asemenea, o schimbare în direcția forțelor din ele și a strungurilor.

În fermele trapezoidale cu o pantă mare a centurii superioare (fig. V-6, c), numai în două sau trei panouri extreme, brațele și suporturile funcționează ca și în fermele cu curele paralele. Cu cât un punct de cuplu este mai apropiat de un nod de susținere în determinarea strunjelui, cu atât modelul de lucru al elementelor zăbrele din panourile de mijloc se apropie de cel al structurilor triunghiulare, adică înălțimea descendentă a panourilor centrale este comprimată și standurile la ele sunt întinse; eforturile din elementele medii ale rețelei încep să crească. Scăderea în panta curelei superioare este însoțită de îndepărtarea rapidă a punctului de moment din nodul de referință, care aproximează natura lucrării de zăbrere în fermele trapezoidale cu o pantă slabă la lucrările de zăbrere în fermele cu curele paralele.
În fâșii cu curele paralele, barele de zăbrele din panourile extreme prezintă cel mai mare efort; pe măsură ce distanța de la nodurile suport crește, forțele din tijele zăbrelelor cad. Acest lucru se poate observa din ecuația de echilibru a părții de separare stânga (figura V-6, a):

Pe măsură ce se apropie de mijlocul intervalului, ΣPi crește, iar diferența A-ΣPi scade, prin urmare, la un unghi constant α, forța în diagonală scade.
În zăbrelele structurilor triunghiulare, pe măsură ce se apropie distanța până la mijlocul intervalului, forțele din barele zăbreleului cresc. Acest lucru se explică prin faptul că, pe măsură ce barele de zăbrele sunt scoase din suport, suma momentelor de forțe externe în raport cu punctul Ritter crește mai repede decât mărimea forței interne a elementului disecat crește.
Datorită intensității mari a forței de muncă a fabricării lor și a lipsei de claritate în activitatea elementelor individuale, sistemele multi-sistem (figurile V-4, j) nu sunt folosite în construcții în prezent. Doar sistemele dvuhraskosnye (figurile V-4, și) sunt adesea folosite în structurile de legătură care servesc la rigiditatea spațială a fermelor principale. În acest caz, brațele sunt construite din elemente flexibile capabile să suporte doar forțe de tracțiune. Un astfel de mod de a construi astfel de structuri de două felii le transformă de la static indeterminat la static definabil. Ori de câte ori încărcați fermele în fiecare panou, o bretele se vor întinde și cealaltă se va micșora. Datorită flexibilității deosebite a brațului comprimat, cu eforturi neglijabile, își pierde stabilitatea, se îndoaie și se oprește de la locul de muncă. Din acest motiv, în fiecare panou există o singură bandă care rămâne operabilă, întinsă sub o anumită combinație de sarcini, ceea ce asigură definirea statică a unui astfel de sistem.
Fermele cu o grilaj dublu, ale carei elemente sunt capabile sa lucreze atat in tensiune, cat si in compresie, dau, in aceeasi sarcina, deformari semnificativ mai mici decat fermele cu un singur ax. Prin urmare, ele sunt utilizate, de exemplu, ca ferme de frână ale grinzilor și podurilor de macara cu cărucioare de mare viteză cu sarcini utile și cu o înălțime limitată a acestor ferme.
Necesitatea unei zăbrele structurate (vezi figurile V-4, g) apare în ferme cu o înălțime mare, când, la un unghi dorit de cusături diagonale la curea, lungimea panourilor este mai mare decât cea necesară pentru susținerea structurii de bare sau mai potrivită pentru stabilitatea elementelor curelei comprimate. Dispozitivul de zăbrere cu structură rectangulară este asociat cu o creștere a numărului de noduri și tije intermediare, cu o creștere a intensității forței de muncă a fabricației. Eforturile din tijele suplimentare sunt, de obicei, foarte mici, deci secțiunile lor sunt adesea selectate constructiv, iar materialul folosit este departe de a fi complet. Elementele elementare suplimentare pot fi introduse nu în toate panourile structurii, ci numai în unele.

Legături între ferme

Toate fermele plate trebuie fixate prin legături care formează împreună cu ele structuri spațiale nemodificabile geometric, de obicei paralelipipede de zăbrele. Conexiunile sunt situate în planurile ambelor centuri ale fermelor principale - așa-numitele cravate longitudinale (cu privire la barele de prăjini decupate) (orizontală) și, de asemenea, în planurile posturilor de susținere și a unor stâlpi intermediari - așa-numitele cravate transversale (verticale) (Figura V-7).

Sistemul de legături ar trebui să asigure stabilitatea benzilor comprimate în direcția perpendiculară pe planurile fermelor detașabile, precum și stabilitatea generală și imutabilitatea poziției structuri de sprijin; ia sarcinile care acționează în direcția perpendiculară pe planurile principalelor ferme și le transferă în părțile inferioare ale structurilor etc.

Îmbunătățirea formei structurilor portante

Forma dominantă a structurilor de susținere este sistemul. planuri platesituate în planuri reciproc intersectate (de obicei în unghi drept). În cel mai simplu caz, ele formează un paralelipiped lattic. Totuși, acesta din urmă nu este o figură spațială geometrică imuabilă. Pentru imutabilitatea geometrică și compatibilitatea tuturor elementelor unui astfel de paralelipiped, este necesar să se pună un număr semnificativ de legături încrucișate. Acestea din urmă joacă un rol pozitiv în torsiunea unei structuri spațiale.
Metoda de bază pentru calcularea transportatorilor clădiri   constă în descompunerea structurilor spațiale și a forțelor care acționează asupra lor în trei sisteme plane amplasate în planuri reciproc perpendiculare. Apoi efectuați calculul obținut în acest fel sistemele de rulment plan. Apoi, uneori, iau în considerare natura spațială a activității construcției luate în considerare prin introducerea unor modificări diferite, de obicei sub forma unor factori de corecție.
Această metodă de proiectare a structurilor portante a fost corectă atunci când s-au folosit oțeluri cu rezistență obișnuită, îmbinări nituite și componente plane - foi, unghiuri, canale, grinzi I, etc.
Recent, îmbinările sudate au fost aproape complet suprapuse. Dezvoltarea rapidă a metalurgiei face posibilă producerea oțelului de înaltă rezistență pentru construcții și, până în prezent, într-o cantitate limitată de oțel de înaltă rezistență cu o rezistență la încovoiere de 45-75 kg / mm2. Pentru utilizarea eficientă a acestor materiale este necesar nu numai îmbunătățirea, ci și schimbarea fundamentală a formelor existente de structuri de susținere și a elementelor lor constitutive.
Se știe că cea mai simplă figură netedă este un triunghi, cel mai simplu corp de bază imuabil este un tetraedru, iar cea mai simplă fermă spațială este o prismă triunghiulară. Toate barele acestor sisteme sunt implicate în activitatea lor principală. Sunt lipsite bare suplimentare (cravată).
Efectuarea unor sisteme triunghiulare spațiale din profile deschise obișnuite este incomod și consumatoare de timp. Este mai bine să se facă aceste sisteme sudate din țevi și, în unele cazuri, din unghiuri echilaterale îndoite de benzi metalice la un unghi de 60 °. Trebuie notat că cea mai mică rază de inerție a unui astfel de colț este mai mare decât cea a unei suprafețe dreptunghiulare a aceluiași colț secțiune transversală. Elementele din țevi cu pereți subțiri au de asemenea o compresiune semnificativ mai mare decât elementele din profile deschise de aceeași greutate.
înlocuire spațial   în formă de paralelipiped cu prisma triunghiulară, în multe cazuri permite reducerea consumului de metale, a costurilor forței de muncă și a timpului de producție a structurilor portante nu numai din oțeluri cu o rezistență sporită, ci și din oțeluri obișnuite.
Formele aplicate ale structurilor metalice reduc în mod drastic efectul economic al utilizării oțelurilor cu rezistență ridicată și fac utilizarea oțelurilor de înaltă rezistență aproape impracticabile din motive economice și tehnologice. Utilizarea oțelurilor de înaltă rezistență este însoțită de o scădere semnificativă a tuturor factorilor de stabilitate (φ, φвн, φб) și de o creștere a deviațiilor structurale. De exemplu, utilizarea oțelurilor de înaltă rezistență cu σt = 70-80 kg / mm2 în ferme sau grinzi convenționale conduce la o creștere a deviațiilor lor de câte ori rezistența de proiectare a acestor oțeluri noi este mai mare decât rezistența de proiectare a oțelului VST.3, De 3 ori.
Utilizarea justificată din punct de vedere economic a oțelurilor cu rezistență ridicată în construcții poate fi realizată într-o varietate de cabluri și sisteme de suspendare. O atenție deosebită trebuie acordată îmbunătățirii și dezvoltării în continuare a unor astfel de sisteme.

Un schelet este o structură de zăbrele formată din tije rectilinii separate conectate la noduri într-un sistem geometric imuabil.

Ferma în ansamblu funcționează în principal pentru îndoire, iar elementele sale (dacă se aplică sarcina la noduri, axele elementelor se intersectează în centrul nodurilor) pentru forțe axiale (tensiune sau compresie). Rigiditatea nodurilor în fermele ușoare nu afectează în mod semnificativ funcționarea structurii, astfel încât în ​​majoritatea cazurilor acestea pot fi considerate ca fiind articulate.

Fermele sunt plane (toate tijele se află în același plan) și spațiale. Plăcile fixe pot lua sarcina aplicată în planul lor și trebuie să fie fixate din planul lor prin legături sau alte elemente.

Elementele principale ale barei sunt curelele care formează conturul acesteia, iar grila constă din brațe și rafturi.

Curelele agricole funcționează în principal pentru forțe longitudinale și percep perfect percepția momentului de încovoiere. Lattica unește curelele într-un întreg, asigură imuabilitatea sistemului și percepe forța transversală.

Forța maximă în elementele centurii cu suportul articulat al unui bare de aripă cu o singură deschidere acționează în mijlocul spanului, în brațe - la suport.

Conectarea elementelor în nodurile fermei se realizează prin prinderea directă a unui element în altul sau prin utilizarea gudrosei nodale.

Fermele sunt clasificate în funcție de scopul lor, schema statică, contururile centurii, sistemul de rețea, metoda de conectare a elementelor în noduri și suport, cantitatea de forță din elemente, starea de stres.

pe numirea   fermele sunt împărțite în ferme, ferme de poduri, macarale, turnuri de transmisie a puterii și altele.

pe statică   fermele sunt împărțite în grindă (divizată, continuă, consola), cadru, arcuite și cabluri. Sistemele de tăiere a fasciculelor sunt cele mai simple de fabricat și instalate, dar foarte voluminoase. Fermele continue sunt mai economice din punctul de vedere al consumului de materiale, au o rigiditate mai mare, ceea ce face posibilă reducerea înălțimii lor, dar, ca sisteme care sunt static indeterminate, ele sunt sensibile la proiectele suporturilor. Sistemele cu cadru și arc sunt economice în ceea ce privește consumul de oțel. Utilizarea lor este rațională pentru clădirile mari. În fundurile fixate prin cablu toate barele funcționează numai în tensiune și pot fi realizate din elemente flexibile (cabluri din oțel).

Intermediar între un cadru și un fascicul solid sunt sistemele combinate constând dintr-un fascicul, susținut de un fund cu un spătar sau diagonale sau de sus de un arc. Armăturile reduc momentele de încovoiere din rază și cresc rigiditatea sistemului.

În funcție de forma curelelor, fermele au curele paralele, triunghiulare, trapezoidale, poligonale.

Alegerea formei fermei depinde de scopul structurii, tipului și materialului acoperișului, sistemul de drenaj (acoperișurile rupte cu înclinație scăzută sau foile metalice și azbest-ciment care necesită pante mari), tipul și dimensiunea lămpii, tipul articulațiilor cu coloane (articulat sau rigid), schema statică , tipul de sarcini care determină complotul momentelor de încovoiere (teoretic, cel mai economic din punct de vedere al consumului de oțel este un ferastru, subliniat de graficul momentelor).

Ferma cu paralele   datorită răspândirii acoperișurilor cu rola de acoperire sunt esențiale pentru construirea acoperirilor. Din punct de vedere al formei lor, acestea sunt departe de momentul de complot și nu sunt economice din punct de vedere al consumului, dar au avantaje structurale semnificative. Lungimile egale ale tijei curelelor și ale zăbrelelor, aceeași schemă de noduri, cea mai mare repetabilitate a elementelor și părților și posibilitatea de unificare contribuie la industrializarea fabricării lor.

ferme formă triunghiulară   rațional pentru sistemele consolale, precum și pentru sistemele cu fascicul cu o sarcină concentrată în mijlocul spanului. Deficiențele structurale ale structurilor triunghiulare includ un ansamblu complex și ascuțit de susținere, care permite doar împerecherea articulațiilor cu coloane, brațele medii lungi, preluate de flexibilitate maximă   (provoacă excesul de metal). Utilizarea structurilor triunghiulare pentru o sarcină distribuită este dictată de necesitatea de a asigura o înclinare mare a acoperișului.

ferme trapezoidală   ocupă o poziție intermediară între triunghiuri și barele cu paralele paralele, se potrivesc mai mult cu diagrama momentelor de încovoiere, au avantaje constructive față de structurile triunghiulare prin simplificarea nodurilor și capacitatea de a aranja un nod rigid, ceea ce sporește rigiditatea cadrului.

ferme forma poligonală   este rațional să se folosească pentru ferme grele de mari deschideri, deoarece conturul acestora corespunde cel mai mult conturului parabolic al curburii momentelor de îndoire, ceea ce oferă economii semnificative de metale. Elementele din centura superioară a acestor bare de feronerie sunt drepte între noduri, conturul curbilinar fiind realizat prin fracturi ale centurii la noduri.

Sistemul de sisteme de grătare este:

- triunghiulară (formată dintr-un zig-zag continuu de diagonale, direcționată alternativ în direcții diferite), această rețea poate fi completată cu rafturi și pandantive, care lucrează numai pentru sarcina locală și care servesc, de asemenea, pentru a reduce lungimea estimată a centurilor;

- diagonală (zig-zag continuu format din diagonale și rafturi);

- cruce;

- rombice și semi-foioase;

- tip de structură.

Unghiul optim al barelor diagonale la coarda inferioară într-o rețea triunghiulară α   = 45 о (de obicei 40-50 о), în diagonală - α   = 35 o (de obicei 30-40 o).

Direcția brațului de sprijin poate fi ascendent   (brațul trece de la nodul inferior de susținere la centura superioară) și un curent descendent (direcția brațului de la nodul de sprijin al centurii superioare la cel inferior). În practica de proiectare a clădirilor pentru ferme de acoperiș, este adesea folosită o bandă de susținere în sus. Această soluție face posibilă asigurarea mai rigidă a rigidității orizontale a cadrului clădirii atunci când zăvorul funcționează ca bolț, este mai bine structurată rezolvarea nodului de referință și localizarea conexiunilor. Cu o bretele în jos există o serie de avantaje: sunt întinse (necesită mai puțin metal); centrul de greutate al fermei se află sub linia de susținere a acestuia (structura este mai stabilă în timpul instalării). Dezavantajul este extinderea coloanei la înălțimea riglei, care afectează stabilitatea coloanei.

Alegerea tipului de zăbrele depinde de schema de aplicare a sarcinii, de contururile curelelor și de cerințele de proiectare.

Sistem triunghiular   rețeaua are cea mai mică lungime totală a elementelor și cel mai mic număr de noduri cu cea mai scurtă cale de efort de la punctul de aplicare al încărcăturii la suport. Există ferme cu armături ascendente și descendente. În locurile de aplicare a sarcinilor concentrate, puteți instala rafturi și suspensii suplimentare. În ferme trapezoidale sau cu curele paralele, un sistem triunghiular de zăbrele este destul de eficient. Dezavantajul unei laturi triunghiulare îl reprezintă prezența unei strângeri lungi comprimate, care lucrează pentru stabilitate.

sistem diagonal   toate barele au eforturile unui semn și stâlpii celuilalt. Când se proiectează, este necesar să se facă eforturi pentru a se întinde brațele lungi, iar ramurile scurte să fie comprimate. Această cerință este îndeplinită pentru cusăturile descendente în ferme cu curele paralele. Diagrama diagonală este mai voluminoasă și consumă mult timp în comparație cu triunghiul. Calea forței de la punctul de aplicare a încărcăturii la suport este mai lungă, trece prin toate tijele rețelei diagonale și a nodurilor. Se recomandă utilizarea unei laturi diagonale cu o înălțime mică a fermei și încărcături mari de nod.

Phillips   la fel ca atunci când se schimbă direcția sarcinii spre opus și este cel mai adesea realizată din tije flexibile. În acest caz, bretelele comprimate, datorită flexibilității mari, sunt deconectate de la funcționare din cauza pierderii stabilității (nu sunt incluse în diagrama de proiectare), iar grilajul se transformă în diagonală cu brațe întinse și corzi comprimate.

rombic   și poluraskosnaya   laturile datorate a două sisteme de armături au o mare rigiditate, sunt folosite în ferme de înălțime mare pentru a reduce lungimea estimată a tijei și sunt deosebit de raționale atunci când structurile funcționează cu forțe transversale semnificative.

trussed grila este utilizată pentru a reduce dimensiunea panoului la un unghi rațional al diagonalei. Este totuși mai laborioasă, cu locația frecventă a traverselor, prevenirea curbării locale a elementelor curelelor în locurile de aplicare a forțelor concentrate și reducerea lungimii lor estimate, care poate reduce consumul de oțel.

pe metoda de conectare a elementelor   în nodurile fermei sunt împărțite în suduri și cu șuruburi. Racordurile filetate pe șuruburi de înaltă rezistență, de regulă, sunt utilizate în ansambluri.

pe efort maxim   distinge în mod convențional structurile ușoare cu o singură treaptă cu secțiuni de elemente de la laminare simplă sau profile curbate   (cu forță în tije N   ≤ 3000 kN) și fermele grele ( N   \u003e 3000 kN). Tijele de ferme grele diferă de cele ușoare în secțiuni mai puternice formate din mai multe elemente și sunt de obicei concepute în două etape. Fermele de acoperiș (ferme de acoperiș) sunt utilizate în mod obișnuit ca ferme ușoare.

pe stare stresantă   fermele pot fi împărțite în ferme regulate și tensionate - cu puțuri (sprinkles), cu deplasarea nivelului suporturilor în ferme continue și altele.

Dimensiunea generală a barei este înălțimea ei. Spanul este ales în funcție de procesul tehnologic care are loc în clădire (amplasarea echipamentului, organizarea fluxurilor etc.). Dacă nu există limite tehnologice, intervalul este alocat din motive economice. Pentru scopuri de tipare, spanurile de bare sunt unificate și acceptate ca multipli de 6 m, adică 18, 24, 30, 36, 42 m). În unele cazuri, modulul este permis la 3 m.

Înălțimea riglei în mijlocul intervalului este determinată de condițiile de greutate minimă, rigiditatea necesară, caracterizată printr-o deflexie dată și dimensiuni în tranzit, de regulă, pe calea ferată (cea mai mare dimensiune verticală este de 3,85 m). Practic, de la standardizarea schemei geometrice, înălțimea fermelor este rațională de a lua același lucru pentru toate fermele cu diferite deschideri: în contururi trapezoidale tipice - 2,2 m (între axe pe axa centrală a coloanei) și 3,15 m.

Înălțimea structurii triunghiulare în mijlocul intervalului este determinată în funcție de deschiderea și panta curelei superioare și poate ajunge la dimensiuni semnificative.