|
Фермами называют геометрически неизменяемые сквозные конструкции,
состоящие из стержней (рис. 10.1-10.3), соединенных в узлах шарнирами.
|
Рис. 10.1. Определение усилий в стержнях фермы методом вырезания узлов.
|
|
Рис. 10.2. Определение усилий в стержнях фермы методом
сечений. |
|
Рис. 10.3. Определение усилий в стержнях фермы методом построения диаграммы Кремоны.
а - ферма, б - диаграмма.
|
В гидрометрических
сооружениях фермы используют главным образом в качестве прогонов
мостов (см. п. 4.1.2). Служат они и для устройства кровельных перекрытий
зданий различного назначения. Мостовые фермы изготавливают обычно
стальными, но вообще фермы делают и из железобетона, а также из
дерева.
Фермы бывают плоские
и пространственные. Плоской называют такую ферму, у которой оси
всех ее стержней лежат в одной плоскости. Именно такие фермы и будут
рассматриваться в настоящей главе.
Основные элементы фермы
носят следующие названия. Точки соединения стержней называются узлами
фермы. Узлы фермы, совпадающие с ее опорами, называют опорными узлами.
Стержни верхнего контура фермы образуют верхний пояс, а стержни
нижнего контура - нижний пояс. Пояс фермы может быть наклонным или
горизонтальным. Расстояние между узлами пояса фермы называют панелями
фермы. По числу панелей фермы бывают двухпанельными, трехпанельными
и многопанельными. Внутренние стержни фермы образуют ее решетку
и их называют стойками, если их оси расположены вертикально, или
раскосами, если их оси расположены наклонно.
Расчет ферм обычно состоит
в следующем:
- в зависимости от назначения фермы задают
ее размеры и выбирают геометрию решетки;
- определяют усилия во всех стержнях фермы;
- выбирают форму поперечного сечения стержней
фермы и рассчитывают необходимые площади этих сечений.
При проектировании и расчете фермы считаются выполненными
следующие условия:
- все стержни фермы - прямолинейные;
- внешние силы (нагрузки), действующие на ферму,
лежат в плоскости этой фермы и приложены только в ее узлах;
- собственный вес стержней фермы незначителен
по сравнению с нагрузками и им можно пренебречь.
С учетом этих условий (и того, что по определению
узлы фермы представляют собой шарниры) каждый стержень фермы будет
испытывать только сжатие или растяжение и не будет подвергаться
поперечному изгибу. Это позволяет сделать ферму более легкой по
сравнению с балкой, используемой для перекрытия такого же по величине
пролета. Отмеченный факт является главным преимуществом фермы как
строительной конструкции.
Фактически шарниров в узлах
нет. Но за счет сравнительно большой гибкости стержней они ведут
себя так, как будто имеют на концах шарниры. Эта условность облегчает
расчет ферм.
|
|