Устойчивость ферм, связи между фермами

От воздействия внешней нагрузки, приложенной к узлам фермы, в её элементах появляются сжимающие и растягивающие усилия. В этом случае верхний пояс работает на сжатие, а нижний — на рас­тяжение. Элементы решетки в зависимости от характера и направле­ния действующей нагрузки могут работать как на сжатие, так и на растяжение. При этом сжимающие усилия создают опасность поте­ри устойчивости конструкции. Потеря устойчивости верхнего пояса может происходить в двух плоскостях: в плоскости фермы и из ее плоскости. В первом случае потеря устойчивости происходит за счет выпучивания между узлами фермы (по длине панели). Во втором случае потеря устойчивости возникает между точками пояса, закреп­ленными от смещения в горизонтальном направлении. Устойчивость фермы из ее плоскости является значительно меньшей по сравнению с устойчивостью в ее плоскости, что очевидно из-за того, что длина одной панели значительно меньше длины сжатого пояса.

Отдельная стропильная ферма является балочной конструкци­ей, обладающей очень малой боковой жесткостью. Для того чтобы обеспечить пространственную жесткость сооружения из плоских ферм, они должны быть раскреплены связями, образующими со­вместно с фермами геометрически неизменяемые пространствен­ные системы, обычно решетчатые параллелепипеды (рис. ниже).

Кроме обеспечения пространственной неизменяемости, систе­ма связей должна обеспечивать устойчивость сжатых поясов в на­правлении, перпендикулярном плоскостям раскрепляемых ферм (из плоскости фермы), воспринимать горизонтальные нагрузки и со­здавать условия для высококачественного и удобного монтажа со­оружения.

Связи по конструкциям покрытия здания располагают:

• в плоскости верхних поясов ферм — горизонтальные попереч­ные связевые фермы 1 и продольные элементы — распорки 2 между ними (рис. ниже);
• в плоскости нижних поясов ферм — горизонтальные попереч­ные и продольные связевые фермы 3 и распорки 2 (рис. ниже);
• между фермами — вертикальные связи 4 (рис. ниже).

Связи по покрытию

Горизонтальные связи в плоскости верхних (сжатых) поясов ферм обязательны во всех случаях. Они состоят из раскосов и сто­ек, образующих совместно с поясами стропильных ферм горизон­тальные связевые фермы с крестовой решеткой. Горизонтальные связи располагают между крайними парами ферм в торцах здания (или в торцах температурного отсека), но не реже, чем через 60 м.

Для связи между верхними поясами промежуточных стропиль­ных ферм ставят специальные распорки над опорами и у коньково­го узла при пролете ферм до 30 м; при больших пролетах добавля­ют промежуточные распорки для того, чтобы расстояние между ними не превышало 12 м. Горизонтальные связи по верхним по­ясам ферм обеспечивают устойчивость сжатых поясов из плоско­сти фермы во время монтажа: в этот период расчетная длина таких поясов равна расстоянию между распорками. В процессе эксплуа­тации здания смещению верхних узлов из плоскости фермы пре­пятствуют ребра кровельных плит или прогоны, но только при ус­ловии, что они закреплены от продольных смещений связями, рас­положенными в плоскости кровли.

Горизонтальные связи по нижним поясам ферм устанавливают в зданиях с крановым оборудованием.

Они состоят из поперечных и продольных связевых ферм и рас­порок. В зданиях с кранами легкого и среднего режима работы час­то ограничиваются только поперечными связевыми фермами, рас­полагаемыми между нижними поясами соседних ферм по торцам здания (или температурного отсека). Если длина здания или отсека велика, то устанавливают дополнительную поперечную связевую ферму, чтобы расстояние между такими фермами не превышало 60 м. Ширину продольной связевой фермы обычно принимают рав­ной опорной панели нижнего пояса стропильной фермы.

Горизонтальные связевые фермы воспринимают горизонталь­ные нагрузки от ветра и торможения (поперечного и продольного) кранов.

Стропильные фермы обладают незначительной боковой жест­костью, поэтому процесс монтажа без их предварительного взаим­ного раскрепления невозможен. Эту функцию выполняют верти­кальные связи между фермами, располагающиеся в плоскости опор­ных стоек ферм и в плоскости средних стоек (в фермах пролетом до 30 м) или стоек, ближайших к коньковому узлу, но не реже, чем че-, рез 12 м. Чаще всего вертикальные связи проектируют с крестовой решеткой, но при шаге ферм 12 м может быть применена и тре­угольная решетка. Средние стойки стропильных ферм, к которым прикрепляют вертикальные связи, проектируют крестового сечения.