Сегментные фермы

В современном строительстве применяются чаще всего металлодеревянные сегментные фермы с клееным верхним поясом и нижним поясом из профильной стали (рис.7.2). Верхний пояс очерчен по дуге длиной и разбит на панели крупных размеров.пролеты ферм до 36 м. Отношение высоты ферм по осям поясов к пролету составляет .

Очертание верхнего пояса рассматриваемой фермы близко к кривой давления от нагрузки, равномерно распределенной по всему пролету, поэтому усилия в элементах решетки сравнительно малы. Кроме того, достоинством сегментных ферм является, то используется треугольная решетка и в узлах соединяются два элемента, а чем меньше элементов сходится в узле и чем меньше усилия в них, тем проще конструкция узлов.

Верхний пояс сегментных ферм обычно изготавливается неразрезным (рис.7.6), но в некоторых случаях это невозможно осуществить по условиям технологии изготовления или транспортировки, тогда верхний пояс выполняется из отдельных блоков, соединяемых в узлах (рис.7.2).

Л

Рис.7.6. Металлодеревянная сегментная ферма с неразрезным верхним поясом

В сегментных фермах с неразрезным верхним поясом рекомендуется нижний пояс разбивать на панели одинаковой длины, а верхний пояс следует разбивать так, чтобы первые от опорного узла панели не превышали 0,7 длины остальных панелей одинаковой длины (рис.7.6).

Статический расчет фермы выполняется на два сочетания нагрузок:

1- Постоянная нагрузка и временную снеговую c, которые распределены равномерно по всему пролету;

2- Постоянная нагрузка по всему пролету и временная снеговая нагрузка, приложенная на половине пролета (рис.7.7).

Снеговая нагрузка на горизонтальную проекцию покрытия определяется по схеме 2 приложения 3 СНиП «Нагрузки и воздействия» [2].

Расчетные продольные усилия в элементах ферм определяются от узловой нагрузки методами строительной механики (например, методом врезания узлов). При этом криволинейный верхний пояс заменяется прямолинейным: узлы верхнего пояса заменяется прямыми линиями - хордами.

Рис.7.7 Металлодеревянная сегментная ферма

Верхний пояс рассчитывается как сжато-изгибаемый элемент (рис.7.7) по формуле

, (7.1)

где - рсчетное усилие сжатия в панели верхнего пояса; и - площадь и момент сопротивления сечения верхнего пояса; - изгибающий момент, определяемый по деформируемой схеме.

Изгибающий момент , где -расчетный момент в панели верхнего пояса.

Расчетный момент в панели верхнего пояса вычисляется как сумма моментов от поперечной нагрузки и момента от продольной силы , возникающего за счет выгиба панели.

, (7.2)

В случае разрезного верхнего пояса при загружении его равномерно распределенной нагрузкой (рис.7.7)

(7.3)

Следовательно,

, (7.4)

где - проекция длины панели; - стрела выгиба панели, определяемая по приближенной формуле ; - радиус кривизны верхнего пояса.

В фермах с неразрезным верхним поясом изгибающие моменты в нем от действия поперечной нагрузки определяются как в многопролетной неразрезной балки.

Сжатие раскоса решетки рассчитываются на продольный изгиб с расчетной длиной, равной длине элемента между центрами узлов фермы; растянутые элементы - на центральное растяжение.