Fermă - ce este? Structura clădirii

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 10:39

Înțelesul cel mai frecvent al cuvântului „fermă” este o întreprindere agricolă destinată creșterii animalelor. Dar acum nu vorbim despre locul agriculturii. Conține toate informațiile despre cea mai veche structură a clădirii, care este încă relevantă în viața modernă. Are o largă aplicație în construcții, în special în construcția de poduri și facilități sportive.

O ferme este un sistem format din tije, care rămâne neschimbat geometric atunci când nodurile sale rigide sunt înlocuite cu altele articulate. Include, de asemenea, grinzi cu ferme, care sunt reprezentate de o combinație de grinzi netăiate cu două sau trei trave și tije cu arc.

Unde este folosit?

Așa cum am menționat deja, ferma în construcții este un element indispensabil. Cu ajutorul acestuia, constructorii facilitează construcția structurii și reduc consumul de materiale necesare. Construcția de poduri, stadioane, hangare, precum și a structurilor decorative precum pavilioane, scene, podiumuri etc. nu este completă fără utilizarea unei ferme.

Cândproiectând corpul unei nave, aeronave, locomotive diesel, calculul rezistenței are loc în același mod ca și calculul sarcinii la fermă.

Clasificare

O ferme este o structură formată din tije care sunt interconectate la noduri și formează un sistem static neschimbat. Fermele pot fi clasificate în funcție de multe proprietăți.

În funcție de capacitatea de încărcare a structurii

• Plămâni. Ei folosesc o secțiune cu un singur perete. Ferpile ușoare sunt cel mai des folosite în construcții industriale.
• Gre. Structurile grele sunt folosite la construcția macaralelor turn, a stadioanelor sportive etc. Ei folosesc tije cu o secțiune mai complexă decât în plămâni. De regulă, ele constau din două sau trei părți datorită lungimii mari estimate și a sarcinii care le este aplicată. Cel mai adesea, se folosește o secțiune cu pereți dubli cu o conjugare nodă în două plane.

Pe baza caracteristicilor comune

• Așa cum a fost prevăzut. În funcție de scop, fermele sunt turn, pod, macara, ferme de acoperiș, structuri de susținere etc.
• După tipul de material. Lemn, otel, aluminiu, beton armat etc. - din toate acestea se poate face o ferma de constructii. Acesta este un avantaj esențial al acestui sistem. De asemenea, puteți combina mai multe tipuri de materiale.
• Conform caracteristicilor de design. Există diferite tipuri de secțiuni, tipuri de zăbrele, tipuri de structuri de susținere, precum și tipuri de coarde ale structurii construcției fermelor.

Bazat spațial

• Plat. Fermele preiau verticalaîncărcă, pentru că x tijele sunt situate în același plan.
• Spatial. Distribuiți încărcătura pe întreaga sa zonă. Armatura dimensională este alcătuită din multe ferme plate conectate între ele în moduri speciale.

După tip

• grinda Virendel.
• Warren Farm.
• Pratt Farm.
• Bolman Farm.
• Fink Farm.
• Streaptă triunghiulară.
• Kingpost.
• Streaptă încrucișată.
• Structura orașului grilă.
• Truss sub lumina de deasupra plafonului.

Caracteristici de design

Clasificarea truss după caracteristicile de proiectare este destul de extinsă. În plus, fiecare dintre funcții va fi discutată mai detaliat.

Tipuri de secțiuni

Secțiunea transversală din ferme de construcție este realizată din profile laminate. Poate fi sub forma:

• Colț (simplu sau dublu).
• Tevi (rotunde sau pătrate).
• Canal.
• Tavra sau I-beam.

Tipuri de curele

Conturul centurii poate fi reprezentat ca:

• Trapez. Avantajul său constă în faptul că acest tip de centură rigidizează ansamblul cadrului, respectiv, odată cu acesta, crește și rigiditatea clădirii.
• Triunghi. Acest tip de centură este utilizat pentru sistemele cu grinzi și cantilever. Are o mulțime de dezavantaje, precum consumul irațional de metal la distribuirea sarcinii, complexitatea unității de susținere etc.
• Parabole. Această centură este cea mai marelaborios. Prin urmare, fermele segmentate sunt folosite foarte rar.
• Poligon. Fermele poligonale sunt folosite mai des decât fermele segmentate. pentru că în ele, fractura în nodurile structurii nu este atât de vizibilă.
• Cenele paralele. Cel mai adesea folosit pentru acoperirea clădirilor industriale. Au o schemă identică de noduri, elemente de rețea de dimensiuni egale și au, de asemenea, repetabilitate a elementelor și detaliilor.

Tipuri de grilă

Există șase opțiuni tipice pentru grătar:

• Triunghiular.
• Rombic.
• Sprengel.
• Prossovaya.
• Înclinat.
• Semi oblic.

Tipuri de suporturi

Există 5 tipuri de structuri de susținere. Pentru a selecta un nod de referință, trebuie să cunoașteți schema de calcul. Depinde de el dacă ansamblul suport este articulat sau rigid. Tipuri de suporturi:

• Grinda sau cantilever.
• arcuit.
• Cablaj.
• Cadru.
• Combinat.

Principiul de funcționare

Unicitatea acestui design constă în „invarianța” sa sub influența factorilor externi. Sarcina pe acest sistem este destul de mare. Ferma este un set de triunghiuri combinate într-un singur design. Sarcina din ele este concentrată la joncțiunea nodurilor, deoarece tijele își arată mai bine proprietățile în procesul de compresie-tensionare, și nu în cazul unei fracturi. În construcția modernă, sunt utilizate cel mai des tijele rigide, mai degrabă decât cu balamale. De aici rezultă că atunci când unul dintre ei este separat de întregstructuri, acestea vor rămâne în aceeași poziție unul față de celăl alt.

Principiul calculării fermelor prin tăierea colțurilor

Acest mod de a calcula fermele este cel mai simplu. Această metodă este predată în multe școli tehnice.

O ferme este o structură a cărei sarcină este concentrată în nodurile sale. Prin urmare, este necesar să se calculeze toți factorii externi care vor fi sarcina asupra nodurilor. Apoi - calculați reacția suportului și găsiți nodul în care sunt 2 tije cu o forță aplicată acestora. Este necesar să se separe restul fermei și să se obțină un nod care va avea mai multe valori cunoscute și 2 necunoscute. Apoi trebuie să faceți o egalitate de-a lungul celor două axe și să calculați valorile necunoscute. În același mod, următorul nod este selectat și așa mai departe până când ferma este calculată.

Tipuri principale de ferme

Grinda lui Virendel este un sistem în care toate părțile sale formează găuri dreptunghiulare și astfel sunt conectate într-un cadru rigid. Prin designul său, nu se potrivește termenului strict „ferme”, deoarece. nu există nicio pereche de forțe în acest fascicul. A fost dezvoltat de inginerul belgian Arthur Virendel. Dar de atunci acest design este destul de masiv, este rar întâlnit în arhitectura modernă

• Ferma lui Warren. Aceasta este o versiune simplificată a designului Pratt-Hove. Funcționează pe principiul compresiei-întindere. Cel mai adesea din oțel laminat.
• Pratt Farm. Brevetul pentru această structură aparține unui tată și fiu din Boston. Caleb Pratt și Thomas Wilson au fost doi dintre ingineri. Au folosit piese comprimate pe verticală și piese întinse pe orizontală. Prin urmare, sarcina este la fel de bine distribuită atât de sus, cât și de jos.
• Ferma lui Bolman are un design destul de complicat și incomod. Această structură și-a câștigat popularitatea în SUA datorită meritelor politice ale creatorului său. Inventatorul a vorbit elocvent despre fermă, chiar dacă nu totul era adevărat. Bolman a reușit să-și promoveze invenția cu ajutorul guvernului american, care uneori i-a forțat pe urbaniști să folosească acest design la proiectarea podurilor. Există destul de mulți dintre compatrioții noștri printre deținătorii de brevete pentru fermele de construcții, dar nici o fermă „rusă” nu a fost încă promovată în masă într-un mod atât de original.
• Fink's farm este o versiune simplificată a fermei lui Bolman. Pur și simplu a scurtat toate elementele sale și, prin urmare, l-a făcut mai eficient. Are, de asemenea, o asemănare cu designul fermei Pratt. Se deosebește de acesta doar prin absența fasciculului inferior.
• Triangle farm. Se mai numește și „belgiană”. Acesta este un design modern, care este prezentat sub formă de triunghiuri cu sprengeli.
• Kingpost este cea mai ușoară opțiune de fermă. Este o pereche de suporturi care se sprijină pe o grindă verticală.
• Structura orașului cu zăbrele a fost creată pentru a înlocui uriașele poduri de lemn. Este destul de simplu în design. Pentru aceasta, se folosesc scânduri obișnuite de lemn, atașate între ele în unghi, care, la rândul lor, formează o zăbrele.