Принципы проектирования металлических ферм

Металлические фермы на сегодняшний день являются наиболее востребованными конструкциями для промышленных зданий. Это обусловлено их легкостью относительно железобетонных ферм, а также прочностью относительно ферм, выполненных из дерева.

Все металлические фермы можно разделить на два типа, а именно: легкие фермы и тяжелые фермы. К легким относятся такие фермы, сечение которых представлено парными уголками стальными либо гнутосварными профилями. К тяжелым относятся такие фермы, сечение которых выполнено из двутавров либо швеллеров.

В данной статье мы рассмотрим принципы проектирования ферм из парных уголков.

Для того, чтобы приступить к расчету металлической фермы, нужно получить усилия в ее стержнях. Сделать это можно методами строительной механики либо с помощью специальных расчетных программ. Исходя из полученных усилий, подбирается сечение элементов фермы. Это делается с помощью сортамента.

Для того, чтобы запроектировать ферму с меньшими финансовыми вложениями, необходимо использовать сокращенный сортамент металлопроката. Дело в том, что не все заводы выпускают определенные марки профилей, поэтому в случае любого нетипичного решения, принятого на этапе проектирования, придется столкнуться с массой проблем.

Все элементы фермы должны быть проверены на прочность, а сжатые элементы ферм - еще и на устойчивость. К сжатым относятся такие элементы ферм, как опорные раскосы и верхний пояс. К растянутым элементам относится нижний пояс, некоторые раскосы, а также стойки.

После подбора сечений необходимо переходить к расчету узлов ферм. Для металлических ферм такой расчет сводится к нахождению необходимой длины сварных швов по перу и обушку уголка. Впоследствии элементы ферм будут прикрепляться с помощью сварных швов к металлическим фасонкам. Такие фасонки представляют собой лист металла, толщина которого равна толщине полки самого большого уголка металлической фермы. Габаритные размеры фасонки определяются исходя из длин сварных швов.

Помимо фасонок на металлические фермы устанавливаются так называемые сухари, которые представляют собой маленькие металлические листы, размещаемые между парных уголков по длине элементов ферм. В обязательном порядке должно быть установлено как минимум два таких уголка на всех элементах фермы. Это делается для того, чтобы во время монтажа ферма не потеряла устойчивости. Несмотря на то, что устойчивость проверялась на раннем этапе проектирования, в данном случае возникает монтажная нагрузка, которая и может привести к потере устойчивости. Сварные швы для приварки сухарей не рассчитываются.

На следующем этапе проектирования уточняются размеры фасонок верхнего пояса. Связано это с тем, что на верхний пояс впоследствии будут опираться плиты покрытия. Они должны опираться не на ребро фасонки, а на специальный металлический лист, приваренный перпендикулярно фасонке к верхнему поясу. Для того, чтобы этот лист разместить на верхнем поясе, в фасонке необходимо сделать вырез. Завершает этап проектирования фермы расчет опорного и монтажного узла.

При проектировании металлической фермы все действия сводятся к расчету лишь одной ее части, называемой отправочной маркой. Такие отправочные марки грузятся на специальные длинномерные автомобили и доставляются к месту проведения работ.