Sensul cel mai comun al cuvântului „fermă” este o întreprindere agricolă destinată creșterii animalelor. Dar acum nu vorbim despre locul agriculturii. Aici sunt colectate toate informațiile despre probabil cea mai veche structură a clădirii, care este încă relevantă în viața modernă Are o largă aplicație în construcții, în special în proiectarea podurilor și

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 între o grindă netăiată cu două sau trei trave și o tijă.

Unde este folosit?

După cum am menționat deja, o ferme este un element indispensabil în construcție. Cu ajutorul acestuia, constructorii facilitează construcția structurilor și reduc consumul. materialele necesare. Construcția podurilor, stadioanelor, hangarelor, precum și a structurilor decorative precum pavilioane, scene, podiumuri etc. nu se poate face fără utilizarea unei ferme.

Când se proiectează corpul unei nave, aeronave sau locomotive diesel, rezistența este calculată în același mod în care se calculează sarcina pe ferme.

Clasificare

O ferme este o structură constând 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

• Plămânii. Ei folosesc o secțiune cu un singur perete. Structurile ușoare sunt cel mai adesea folosite în construcțiile industriale.
• Grele. Structurile grele sunt folosite la construcția macaralelor turn, a stadioanelor sportive etc. Ei folosesc tije cu o secțiune transversală mai complexă decât plămânii. De regulă, ele constau din două sau trei părți datorită lungimii efective mari și a încărcăturii plasate asupra lor. Cel mai adesea, se folosește o secțiune cu doi pereți cu o interfață nodă cu două plane.

După caracteristicile generale

• Prin programare.În funcție de scopul lor, fermele pot fi turnuri, poduri, macarale, ferme de acoperiș, structuri de susținere etc.
• După tipul de material. Lemn, otel, aluminiu, beton armat etc. - din toate acestea se poate face o sarpă de construcție. Acesta este un avantaj semnificativ al acestui sistem. De asemenea, puteți combina mai multe tipuri de materiale.
• În funcție de caracteristicile de proiectare. Există diferite tipuri de secțiuni, tipuri de zăbrele, tipuri de structuri de susținere, precum și tipuri de corzi ale structurii construcției fermelor.

Pe baza spatiala

• Plat. Fermele preiau sarcina verticală deoarece... x tijele sunt situate în același plan.
• Spațial. Distribuiți încărcătura pe întreaga sa zonă. O ferme spațială este formată din multe ferme plane interconectate în moduri speciale.

După tip

• Grinda Virendel.
• Ferma Warren.
• Ferma Pratt.
• Ferma Bolman.
• Ferma lui Fink.
• Sarpă triunghiulară.
• Kingpost.
• Sarpă încrucișată.
• Structură urbană cu zăbrele.
• Sarpă sub lumina de deasupra plafonului.

Caracteristici de design

Clasificarea fermelor după caracteristicile de proiectare este destul de extinsă. În continuare, fiecare dintre caracteristici va fi luată în considerare mai detaliat.

Tipuri de secțiuni

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

• Colț (simplu sau dublu).
• Țevi (rotunde sau pătrate).
• Shvelera.
• Tee sau I-beam.

Tipuri de curele

Conturul centurii poate fi prezentat astfel:

• Trapez. Avantajul său constă în faptul că acest tip de centură întărește ansamblul cadrului și, în consecință, rigiditatea clădirii crește odată cu acesta.
• Triunghi. Acest tip de centură este utilizat pentru sistemele cu grinzi și cantilever. Are o mulțime de dezavantaje, cum ar fi consumul irațional de metal la distribuirea sarcinii, complexitatea unității de susținere etc.
• Parabole. Această centură este cea mai intensivă în muncă. Prin urmare, fermele segmentate sunt folosite foarte rar.
• Poligon. Sarpante poligonale sunt folosite mai des decât fermele segmentare. Deoarece la acestea, fractura în unitățile structurale nu este atât de vizibilă.
• Curele paralele. Cel mai adesea folosit pentru acoperirea clădirilor industriale. Au un aspect identic al nodurilor, elemente de rețea de dimensiuni egale și au, de asemenea, repetabilitate a elementelor și a părților.

Tipuri de grătare

Există șase opțiuni standard de grilă:

• Triunghiular.
• Rombic.
• Shprengelnaya.
• Cruce.
• Înclinat.
• Semi-oblic.

Tipuri de suport

Există 5 tipuri de structuri de susținere. Pentru a selecta un nod suport, trebuie să cunoașteți schema de calcul. Acesta determină dacă unitatea de sprijin va fi articulată sau rigidă. Tipuri de suporturi:

• Grinda sau cantilever.
• Arcuit.
• Tirant.
• Cadru.
• Combinate.

Principiul de funcționare

Unicitatea acestui design constă în „imuabilitatea” sa sub influența factorilor externi. Sarcina pe acest sistem poate fi destul de mare. Armatura este un set de triunghiuri combinate într-o singură structură. Sarcina din ele este concentrată la joncțiunea nodurilor, deoarece tijele își manifestă proprietățile mai bine în procesul de compresie-tensionare, mai degrabă decât în ​​fractură. ÎN construcție modernă Cel mai adesea folosesc mai degrabă rigide decât tije. Rezultă de aici că atunci când unul dintre ei este separat de întreaga structură, ei vor rămâne într-o poziție neschimbată unul față de celălalt.

Principiul calculului fermelor prin tăierea colțurilor

Această metodă de calcul a fermelor este cea mai simplă. 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 o sarcină asupra nodurilor. Apoi calculați și găsiți un nod în care sunt 2 tije cu o forță aplicată acestora. În mod convențional, este necesar să separați restul fermei și să obțineți un nod care va avea mai multe valori cunoscute și 2 necunoscute. Apoi trebuie să creați o ecuație de-a lungul a două axe și să calculați valorile necunoscute. În același mod, se selectează următorul nod și așa mai departe până când se calculează ferme.

Principalele tipuri de ferme

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

• Ferma Warren. Aceasta este o versiune simplificată a designului Pratt-Howe. Funcționează pe principiul compresiei-tensiune. Cel mai adesea din oțel laminat.
• Ferma Pratt. Brevetul pentru această structură aparține unui tată și fiu din Boston. Caleb Pratt și Thomas Wilson au fost cei doi ingineri. Au folosit piese comprimate pe verticală și piese întinse pe orizontală. Prin urmare, sarcina este la fel de bine distribuită atât deasupra cât și dedesubt.
• Ferma Bolman Are un design destul de complex 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 corespundea realității. Bohlman a reușit să-și promoveze invenția cu ajutorul guvernului american, care uneori i-a forțat pe urbaniști să folosească acest design la proiectarea podurilor. Printre deținătorii de brevete de fermă de construcții se numără mulți dintre compatrioții noștri, dar nici o fermă „rusă” nu a fost vreodată promovată în masă într-un mod atât de original.
• Ferma Fink este o versiune simplificată a fermei Bohlman. Pur și simplu a scurtat toate elementele sale și, prin urmare, l-a făcut mai eficient. Este, de asemenea, asemănător cu designul fermei Pratt. Diferă de el numai prin absența unui fascicul inferior.
• Sarpă triunghiulară. Se mai numește și „belgiană”. Acest design modern, care se prezintă cu ferme.
• Kingpost- cea mai simplă versiune a fermei. Se compune dintr-o pereche de suporturi sprijinite pe o grinda verticala.
• Structură urbană cu zăbrele a fost creat pentru a înlocui podurile uriașe de lemn. Este destul de simplu în design. Cele obișnuite sunt folosite pentru asta. scânduri de lemn, atașate între ele în unghi, care, la rândul lor, formează o zăbrele.

Elemente de ferme

tijă ferme matematică

Elementele principale ale fermei poartă următoarele denumiri.

• · Distanța dintre axele suporturilor de ferme se numește deschidere.
• · Tijele situate de-a lungul conturului exterior al fermei se numesc tije de coardă și formează coarde.
• · Tijele conturului superior al fermei formează coarda superioară (1), iar tijele conturului inferior formează coarda inferioară (2). Cureaua poate fi înclinată sau orizontală.
• · Distanța dintre nodurile unei coarde de ferme se numește panouri de împletire. În funcție de numărul de panouri, fermele sunt împărțite în două panouri, trei panouri și mai multe panouri.
• · Tijele care leagă coardele formează o rețea de zăbrele și se numesc: verticale - rafturi (4), înclinate - bretele (5).
• · Punctele de legătură ale barelor se numesc noduri de ferme.
• · Nodurile de ferme care coincid cu suporturile sale se numesc noduri de sprijin (7).

Clasificarea fermelor

După natura conturului conturului exterior

Conform conturului curelelor, fermele de acoperiș sunt:

• · patruunghiular (cu curele paralele sau neparalele)
• pentagonal (trapezoidal)
• poligonal (poligonal)
• · segmentare (de formă circulară sau parabolică)
• · triunghiular (cu centură de jos dreaptă sau ruptă)
• · cu pantă simplă și dublă (Fig. 1.2)

Conturul coardei superioare a fermelor este determinat în principal de arhitectura clădirii și este legat de materialul de acoperiș și de panta. Linia centurii inferioare este determinată de prezență tavan suspendat, transportul aerian și cerințele interioare.

Sarpante cu coarde paralele și trapezoidale sunt cele mai simple ca formă și fabricație, de aceea sunt utilizate pe scară largă în clădirile civile și industriale în diverse scopuri, având o înălțime de construcție mică în comparație cu alte tipuri de ferme.

Ferpile triunghiulare sunt folosite pentru a acoperi clădirile cu acoperișuri reci abrupte din materiale de dimensiuni mici. Dezavantajul de proiectare al unei astfel de ferme este varietatea elementelor și nodurilor.

Fermele cu curele paralele sunt concepute pentru acoperișuri rulante. Avantajul lor este uniformitatea nodurilor și dimensiunilor elementelor, unghiurile optime între bretele și coarde.

Ferpile trapezoidale, poligonale și segmentare sunt printre cele mai eficiente din punct de vedere al consumului de materiale și sunt utilizate pe scară largă în construcțiile moderne.

În tavanele inter podele sunt folosite fermele fără strut. O astfel de ferme este lipsită de proprietatea de imuabilitate geometrică și poate exista cu condiția ca îmbinările sale de balamale să fie înlocuite cu unele rigide, de exemplu. transformându-se într-un cadru.

Fermele, de regulă, sunt proiectate în așa fel încât sarcina principală asupra lor să fie transmisă prin nodurile coardei superioare sau inferioare. Prezența fermelor vă permite să creșteți numărul de noduri din această centură, ceea ce poate fi necesar pentru a facilita structurile cu care sarcina externă transmise nodurilor de ferme sau, de exemplu, pentru a reduce lățimea plăcilor de podea care se sprijină pe fermele de acoperiș ale clădirii.

După tipul de zăbrele există:

• · Rețea triunghiulară
• · Rețea diagonală și semidiagonală
• · zăbrele Sprengel
• · Grilă încrucișată
• · Rețea rombică (Fig. 1.3)

Sistem de zăbrele triunghiulare. Un astfel de sistem oferă cea mai scurtă lungime totală a rețelei și cel mai mic număr de noduri cu cea mai scurtă cale de forță de la punctul de aplicare a sarcinii la suport. Rețeaua zăbrelei lucrează pe forță transversală, îndeplinind funcțiile peretelui unei grinzi solide. Un dezavantaj comun al sistemului de zăbrele triunghiulare este prezența unor bretele lungi comprimate, care urcă în ferme paralele și coborând în ferme triunghiulare.

Sistem de zăbrele diagonale. Este recomandabil să folosiți grătare diagonală atunci când înălțimea fermelor este mică, precum și atunci când prin rafturi se transmit forțe mari (cu o sarcină nodal mare). O zăbrele diagonală necesită mai multă muncă decât una triunghiulară și necesită un consum mai mare de material, deoarece cu un număr egal de panouri în zăbrele, lungimea totală a rețelei diagonale este mai mare și există mai multe noduri în ea. Calea forței de la nodul la care se aplică sarcina pe suportul din rețeaua contravântuită este mai lungă prin toate tijele și nodurile rețelei.

Sistem de zăbrele Sprengel. Pentru a reduce dimensiunea panoului, menținând în același timp unghiul normal de înclinare al bretelelor, se utilizează o grilă de ferme. O astfel de zăbrele face posibilă obținerea unei distanțe raționale între elementele structurii transversale la un unghi rațional de înclinare a bretelelor, precum și reducerea lungimii de proiectare a tijelor comprimate. Astfel, utilizarea unei zăbrele în turnuri înalte reduce lungimea de proiectare a coardelor comprimate și, prin urmare, face posibilă reducerea greutate totală desene.

În ferme care funcționează pe o sarcină cu două fețe, de regulă, este instalată o zăbrele transversală. Astfel de ferme includ ferme orizontale de acoperire a clădirilor industriale, poduri și alte structuri, ferme verticale de turnuri, catarge și clădiri înalte. Destul de des, o zăbrele încrucișată este proiectată din tije flexibile. În acest caz, numai bretelele întinse funcționează sub influența sarcinii; bretele comprimate, datorită flexibilității lor mari, sunt oprite de la lucru și înăuntru schema de proiectare nu sunt incluse.

Gratarele rombice si semi-contravantuite au si rigiditate mare datorita a doua sisteme de contravantuire; Aceste sisteme sunt utilizate în poduri, turnuri, catarge, legături pentru a reduce lungimea de proiectare a tijelor și sunt mai ales raționale atunci când se operează structuri pe mari dimensiuni. forțe tăietoare.

• · ferme cu zăbrele triunghiulare (Fig. 4.5, a);
• · ferme cu zăbrele diagonală (Fig. 4.5, b)
• · ferme cu zăbrele semidiagonale (Fig. 4.5, c);
• · ferme cu zăbrele rombice (Fig. 4.5, d);
• · dublu zăbrele (Fig. 4.5, d),
• · multilatice (Fig. 4.5, f).

În funcție de tipul de sprijin, fermele pot fi:

• · fixat la ambele capete - grindă (Fig. 4.6, a) sau arcuită (Fig. 4.6, e, f);
• · cantilever - fixat la un capăt (Fig. 4.6, b);
• grindă-consolă (Fig. 4.6, c, d)

În funcție de scop, fermele se disting:

• · căpriori (Fig. 4.7, a),
• macara (Fig. 4.7, b),
• · turn (Fig. 4.7, c),
• · trotuare (Fig. 4.8), etc.

În funcție de nivelul de conducere, fermele de pod sunt împărțite în:

• · ferme cu o plimbare în partea de jos (Fig. 4.8, a),
• · ferme cu plimbare deasupra, (Fig. 4.8, b)
• · ferme cu o plimbare la mijloc (Fig. 4.8, c).

O ferme de clădire este o structură metalică constând din bretele înclinate individuale sau stâlpi verticali, care sunt interconectate în unități separate situate pe coardele inferioare și superioare ale țesăturii, folosind îmbinări sudate, totalitatea lor formează o structură rigidă. Stâlpii conectați distribuie sarcina uniform în întreaga structură a fermei, care o transferă prin coloanele de susținere către fundație. În acest caz, centura superioară lucrează în compresie axială, iar centura inferioară în tensiune.

Tipuri și soiuri

Bretele legate între ele formează un triunghi, care este considerat cea mai puternică figură geometrică. Prin urmare, aproape orice diagramă structurală a unei ferme, indiferent de tipul acesteia, constă dintr-un set de un anumit număr de forme geometrice neschimbate sub formă de triunghiuri.

Fermele constau din următoarele elemente:

Conexiunile nodale pot fi:

1. Sudate - toate elementele structurale sunt conectate între ele prin sudare.
2. Îmbinări cu șuruburi sau nituite - elementele sunt conectate între ele folosind șuruburi sau nituri pe o încasări obișnuite din oțel (gusset) din tablă laminată groasă.

O ferme de oțel, în comparație cu grinzile solide, are o greutate mai ușoară, utilizează mai puțin metal pentru a o fabrica și, totuși, are o capacitate portantă mare. Și prin proiectarea și distribuția sarcinilor verticale fermele sunt împărțite în două tipuri:

Dispozitivele structurale sunt mult mai complexe de asamblat, dar datorită designului lor, sunt capabile să suporte atât sarcini verticale, cât și laterale. În același timp, nu necesită instalarea de pane suplimentare pentru conectarea cu alte structuri metalice, așa că sunt adesea folosite pentru o acoperire solidă de deschideri mari și destul de largi, cu un număr minim de coloane de susținere.

Caracteristici de design

Orice dispozitive metalice, indiferent de design, contur și formă, au propriile caracteristici și anumiți parametri. Dar totuși, conform metodei de instalare, pe lângă cea clasică, atunci când dispozitivul structural se sprijină pe suporturi la ambele capete, uneori există structuri structurale în care o margine se dovedește a fi atârnată, adică fără suport. Ele sunt de obicei instalate pentru etajele clădirilor în care panta acoperișului se extinde cu mult dincolo de pereții exteriori.

În funcție de design, fermele pot fi drepte, cu o singură pantă sau dublă. În funcție de contur, ele diferă în mai multe tipuri:

Tipuri de grătare

Există următoarele tipuri de grătare:

• Rețea triunghiulară. Este cel mai dur și sistem eficientîn desene cu contururi paralele, triunghiulare și trapezoidale.
• Grila diagonala. Este format din cele mai lungi bretele care lucrează simultan la compresie și tensiune, dar suporturile verticale funcționează doar la compresie.

Există, de asemenea, cruce speciale, ferme și alte grilaje.

Un parametru important al designului fermei este unghiul lor de înclinareși, în funcție de acesta, desenele sunt împărțite în 3 grupuri:

Aproape toate fermele de construcție au avantaje considerabileîn fața grinzilor din metal, printre care principalele sunt:

Fabricarea structurilor

De regulă, modelele de ferme din metal sunt selectate în funcție de unghiul de înclinare proiectat al coardei lor superioare, de lățimea deschiderii suprapuse și de scop. Dacă luăm în considerare podelele clădirilor industriale, podurilor și pasajelor supraterane, unde sunt utilizate cel mai des, atunci în acest scop sunt fabricate fermele de construcție cu o lungime standard de 12, 18 și 24 m/p.

Cerințe generale

Pentru structurile mai grele și mai critice (poduri și pasaje) se folosesc I-grinzi și canale. Toate structurile hidraulice sunt asamblate din elemente sectiune rotunda sau conducte de profil.

Cel mai adesea, un unghi laminat întărit este utilizat pentru a asambla ferme standard de construcție. În acest caz, pentru fabricarea tuturor elementelor sale, se folosește un colț pereche, ale cărui semifabricate sunt conectate între ele prin sudare cu altele speciale introduse între ele. plăci metalice(peşte). Colțurile sunt împerecheate în așa fel încât acestea secţiune transversală semăna cu o secțiune în T.

Cu toate acestea, recent structurile metalice cu această configurație au început să fie mai puțin solicitate din cauza complexității asamblarii, sudării și vopsirii. Profilul din oțel sau țevile rotunde devin din ce în ce mai mult o alternativă la astfel de structuri.

Calcul corect

Este necesar să înțelegeți că este posibil să faceți un calcul de înaltă calitate al dispozitivului de susținere numai cu disponibilitatea cunoștințelor speciale luând în considerare cerințele SNiP și mulți alți numeroși factori. Pentru a efectua corect calcule, designerii folosesc programe speciale.

Atunci când se calculează proiectarea unui dispozitiv de inginerie, toate valorile obținute trebuie incluse în desenul de proiectare, fără de care asamblarea structurii va fi aproape imposibilă.

Inițial, înainte de a întocmi un proiect de desen, este pregătită o diagramă de sarcină care indică dependența principală a pantei coardei superioare și lungimea totală a viitorului produs. Factori precum:

Odată ce parametrii principali au fost calculați, ar trebui să decideți asupra diagramei de proiectare. Cel mai bine este să folosiți programe speciale pentru aceasta, care pot fi găsite gratuit pe Internet. De exemplu, puteți utiliza programul de calcul Truss.

Asamblarea structurii

Toate elementele de ferme pentru acoperirea deschiderilor lungi sunt fabricate și reglate în fabrică, iar o parte din asamblarea structurii este, de asemenea, efectuată acolo . Instalarea sa completă efectuat direct pe șantier de construcție strict conform desenelor detaliate care vin cu produsul. Desenul prezintă marcajele individuale ale tuturor pieselor structurale și oferă instrucțiuni care explică întregul proces de asamblare.

De obicei, semifabricatele de produse au găuri speciale de montare, cu ajutorul cărora puteți asambla și asigura temporar, fără a folosi cleme și cleme speciale de fixare, toate părțile structurii atunci când o pregătiți pentru lucrări de sudare.

Dacă nu există astfel de găuri, fixarea temporară a pieselor de prelucrat se realizează folosind cleme și suduri scurte.

Majoritatea pieselor metalice ale dispozitivelor sunt sudate electric sau conectate folosind conexiuni cu șuruburi. Gradul de fiabilitate al unor astfel de conexiuni depinde de forța cu care au fost strânse șuruburile. Această lucrare este efectuată de obicei de doi instalatori care strâng piulițele folosind chei cu mâner lung sau chei pneumatice cu impact.

Conectarea completă a elementelor structurale ferme prin sudare electrică sunt produse în cazurile în care se cere obţinerea celei mai durabile conexiuni. Fixările deosebit de importante ale pieselor pot fi realizate folosind nituri groase din oțel.

Instalarea structurilor asamblate se realizează cu ajutorul unei macarale, iar structurile structurale grele pot fi instalate cu două macarale. După montarea structurii complet asamblate pe stâlpi, aceasta este sudată pe placa încorporată, fixată rigid de capul coloanei.

Nu știți cum să faceți o pardoseală ușoară și rigidă în structurile de clădiri cu o deschidere mare? În astfel de cazuri, cel mai bine este să folosiți plat ferme metalice pentru acoperiș. Vă voi spune ce este o fermă și cum o puteți face singur într-un atelier de acasă.

În ce constă o fermă?

Prin definiție, o ferme este o structură de clădire realizată din tije rigide care sunt interconectate la noduri și formează un sistem neschimbabil din punct de vedere geometric. Singurul imuabil figură geometricăîn sistemul de coordonate este un triunghi, prin urmare orice structură de ferme este formată din mai multe triunghiuri interconectate.

Parametrii tehnici ai fermelor se caracterizează prin următoarele valori:

• Lungimea travei- distanta dintre cele mai apropiate doua puncte de referinta;
• Panoul coardă de jos- distanta dintre doua noduri adiacente pe fasciculul longitudinal inferior;
• Panoul coardei de sus- distanta dintre cele mai apropiate doua noduri de pe grinda longitudinala superioara;
• Înălţime - dimensiune totală ferme cu coarde paralele pe verticală.

Dacă fasciculul coardei superioare nu este paralelă cu fasciculul coardei inferioare, atunci sunt indicate două valori de înălțime H1 și H2. Măsurat de la fasciculul coardei de jos până la punctul cel mai de jos și cel mai înalt al fasciculului coardei de sus.

1. Curea de jos- o grindă orizontală longitudinală care conectează toate nodurile de legătură din partea inferioară a structurii fermei;
2. Centura superioara- grindă longitudinală, înclinată sau cu rază care leagă toate nodurile de legătură din partea superioară a fermei;
3. Rafturi- legături transversale verticale care leagă toate nodurile coardelor inferioare și superioare. Ele absorb și distribuie sarcina principală de compresie în întreaga ferme;
4. Bretele- bretele transversale diagonale care leagă toate nodurile coardelor superioare și inferioare. Rezistă la sarcini de compresiune și tracțiune. Unghiul optim de înclinare al bretelelor este de 45°;

1. Noduri- punctele de conectare ale stâlpilor verticali și contraventelor diagonale cu grinzi orizontale ale coardelor inferioare și superioare ale armaturii. În mecanica structurală sunt acceptate în mod convențional ca articulație cu balama;
2. Conexiuni nodale. La fabricarea structurilor de fermă, sunt utilizate două metode pentru a conecta toate elementele din noduri:

• Conexiune sudata cu adiacenta directa a tuturor elementelor intre ele;
• Conexiune cu șuruburi sau nituite - toate curelele și grilele transversale sunt conectate între ele folosind un gusset din tablă groasă.

La fabricarea unei ferme sudate din pereți subțiri teava de otel sau colț, ghișele sunt, de asemenea, uneori folosite pentru a suda elemente împreună.

Tipuri de structuri de ferme

Principalul avantaj al fermelor față de grinzile solide este capacitatea lor mare de încărcare cu o capacitate scăzută greutate specificăși consum redus de materiale. În funcție de structura lor și de natura distribuției sarcinii, structurile de fermă sunt împărțite în două tipuri:

1. Sarpante plate- acestea sunt structuri în care toate tijele sunt situate în același plan:

• Direcția vectorului de sarcină aplicat trebuie să coincidă cu planul fermei:
• Pentru a contracara sarcinile laterale și de forfecare, fermele plate trebuie să fie fixate cu bretele longitudinale și diagonale suplimentare.

1. Sarpante spațiale- asamblate dintr-un set de tije care sunt orientate în toate cele trei planuri:

• Sunt puțin mai dificil de fabricat, dar în același timp sunt capabili să reziste la impactul simultan al sarcinilor verticale, orizontale și laterale;
• Datorită acestui fapt, structurile metalice spațiale pot fi instalate fără conexiuni cu alte structuri, astfel încât acestea sunt adesea folosite pentru fabricarea de grinzi simple, stâlpi de susținere, catarge etc.

În construcția de locuințe private, se folosesc de obicei fermele plate, care, la rândul lor, sunt împărțite în mai multe tipuri:

1. Ferme poligonale:

• Pentru a realiza coarda inferioară, se folosește o grindă continuă, iar centura cu raza superioară este asamblată din mai multe secțiuni drepte;
• Sarpante poligonale din oțel sunt folosite pentru construcția hangarelor arcuite sau a copertinelor semicirculare și a copertinelor cu deschidere mare.

1. Sarpante trapezoidale:

• Centura inferioară este formată dintr-o grindă solidă, iar cea superioară din două înclinate;
• O ferme de metal trapezoidală este cel mai adesea folosită în construcțiile industriale pentru deschideri mari, deoarece poate rezista la greutăți semnificative și la sarcini de vânt. Principalul dezavantaj- altitudine mare.

1. Sarpante paralele sau dreptunghiulare:

• Din denumire reiese clar că coardele superioare și inferioare sunt formate din două grinzi paralele, iar conturul structurii este dreptunghiular;
• Acesta este cel mai comun tip de fermă. Sunt ușor de făcut cu propriile mâini și practic nu au restricții de utilizare.

1. Ferme segmentare:

• Ele sunt realizate prin analogie cu un design poligonal, numai pentru coarda superioară, nu se folosesc grinzi drepte, ci un segment solid al unui cerc;
• Pentru a face segmente, recomand să utilizați mașină de rulat pentru tevi de otel;

1. Sarpă triunghiulară simetrică:

• Sunt realizate sub forma unui triunghi isoscel cu stâlpi verticali și bretele diagonale;
• Folosit in constructii acoperiș în fronton, iar grinzile înclinate ale coardei superioare sunt folosite ca căpriori.

1. Sarpante triunghiulare asimetrice:

• Au un design similar, dar sunt realizate sub forma unui triunghi dreptunghic;
• Folosit ca portant ferme de acoperiș pentru un acoperiș înclinat cu o singură pantă.

Cum să faci o ferme de acoperiș

Mai jos sunt instrucțiuni pentru realizarea unei ferme paralele plate. Dacă aveți nevoie de o structură de ferme de altă formă, o puteți realiza în același mod.

Etapa 1: pregătirea instrumentelor și materialelor

Pentru a face ferme și travee veți avea nevoie de un garaj sau de un atelier spațios de casă, un set de unelte de instalații sanitare și echipamente de sudare:

Ilustrare	Descrierea lucrării
	Instrumente de lăcătuș: Banc de lucru metalic durabil și stabil; Menghină mare de bancă; Ferăstrău pentru metal; Ciocan greu și baros; Set de pile pentru metal; Clești și clești; Riglă, bandă de măsurare, șubler etc.
	Scule electrice: Disc sau bandă mașină de tăiat pentru metal; Polizor cu un set de discuri de răzuit și tăiat pentru metal; Burghiu electric sau mașină de găurit cu un set de burghie; Mașină de ascuțit cu piatră de smirghel; Arc electric aparat de sudura cu electrozi 3-4 mm.
	Materiale: Țevi profil din oțel 20x20 - 60x60 mm; Coltar sau canal din otel 20x20 - 50x50 mm; Tabla de otel grosime 4-10 mm. Grund anticoroziv și email pentru metal.

Etapa 2: realizarea unei ferme plane

În cele mai multe cazuri, structurile clădirilor sunt asamblate din mai multe ferme plate de una sau două dimensiuni identice. Mai jos voi da un exemplu de realizare a unuia dintre ele:

Pregătirea metalelor:

1. Tăiați metalul laminat în secțiunile necesare în conformitate cu desenele;
2. După tăiere, îndepărtați bavurile de la capetele țevilor și ștergeți-le din grăsimea din fabrică cu spirt și acetonă;
3. Dacă pe țevi sunt urme de coroziune, acestea trebuie îndepărtate cu o râșniță cu disc de curățare;
4. Marcați și găuriți toate găurile necesare în țevi;
5. Pentru comoditate, legați fiecare grup de segmente cu bandă de mascare și marcați cu un marker.

Fabricarea fermelor metalice:

1. Pe masa de sudura așezați grinzile coardelor superioare și inferioare și sudați stâlpii laterali exteriori la ele;
2. După aceasta, sudați toți stâlpii verticali și bretele diagonale în interior;
3. Suport tocuri, suporturi si plăci de montaj ultima sudata;
4. În primul rând, toate piesele trebuie asamblate folosind chinuri;
5. Când sunteți sigur că totul este făcut corect, trebuie să sudați îmbinările cu o cusătură continuă;
6. Curățați cusăturile de sudură de zgură și calcar;
7. Copertinele finisate din țevi de profil trebuie vopsite cu grund anticoroziv și email email.

Dacă trebuie să sudați mai multe piese de același tip, vă recomand să faceți mai întâi un șablon pe o foaie de carton gros, carton sau placaj.

Concluzie

Acum știi la ce sunt folosite fermele metalice și cum le poți realiza în garaj sau atelier de acasă. De asemenea, vă sfătuiesc să urmăriți videoclipul din acest articol și să lăsați toate întrebările și sugestiile voastre mai jos în comentarii.