2.2.4.3. Системы решеток ферм.

Выбор системы решетки определяет вес фермы, трудоемкость ее изготовления, внешний вид и должен соответствовать схеме приложения нагрузок, поскольку желательно, чтобы нагрузки передавались в узлах, иначе возникают местные изгибающие моменты в поясах и это утяжеляет фермы.

В стропильных фермах наиболее часто применяются такие типы решеток: наиболее экономичная по расходу материала - треугольная; с уменьшенной панелью - треугольная с дополнительными стойками или подвесками (при наличии подвесного потолка); при необходимости уменьшить высоту и воспринять более высокую нагрузку – раскосную решетку.

В фермах с раскосной решеткой желательно иметь короткие сжатые стойки и длинные растянутые раскосы.

Наиболее рациональные углы наклона раскосов в фермах с треугольной решеткой и треугольной с дополнительными стойками – 45^о, а в фермах с раскосной – 35^о.

Раскосная решетка еще и более трудоемка, чем треугольная, и требует большего расхода материала, так как при равном числе панелей в ферме общая длина раскосной решетки больше и в ней больше узлов. Поэтому наиболее часто применяются первые два типа решетки.

Решетка фермы работает на поперечную силу и выполняет функции стенки сплошной балки. Решетка должна отвечать схеме приложения нагрузок.

1. Треугольная решетка

Общая длина и количество узлов меньше чем в других типах решетки. Недостаток – значительная длина панелей.

2. Раскосная решетка

Эффективна в невысоких фермах. От направления раскосов по отношению к опоре имеется возможность регулировать знаки усилий. Для ферм треугольного и сегментного очертания – нисходящие элементы сжаты, а восходящие растянуты. Для ферм с параллельными поясами и трапециевидных нисходящие элементы растянуты.

3. Крестовая решетка применяется при знакопеременном нагружении

Наиболее жесткая; раскосы работают только на растяжение. При возникновении в одном из раскосов сжатия принимается, что он выключается из работы.

4. Ромбическая решетка

Высокая жесткость; уменьшенный размер панели по сравнению с крестовой решеткой. Используется в мостах, башнях.

5. Безраскосные фермы

Большие изгибающие моменты в поясах.

6. Полураскосная решетка

   Высокая несущая способность и жесткость; уменьшенный размер панели по сравнению с крестовой решеткой. Используется в мостах, башнях.

7. Шпренгельная решетка

Обеспечивает уменьшение размеров панелей для обеспечения передачи нагрузки в узлах фермы и для уменьшения расчетных длин поясов в плоскости ферм (для обеспечения устойчивости сжатых стержней).

Кроме основных типов решетки, в фермах применяются еще специальные типы решеток: шпренгельная - применяется при большой высоте фермы для сохранения рационального угла наклона раскосов (35-45^о) при уменьшении размеров панелей. Это необходимо в двух случаях - для обеспечения передачи нагрузки в узлах фермы и для уменьшения расчетных длин поясов в плоскости ферм (для обеспечения устойчивости сжатых стержней).

Крестовая - при работе фермы на двухстороннюю нагрузку и для обеспечения повышенной жесткости. К таким фермам относятся горизонтальные связевые фермы покрытий производственных зданий, мостов, вертикальные фермы башен, мачты и связи высоких зданий. Весьма часто крестовую решетку проектируют из гибких стержней. При этом принимается, что работают только растянутые раскосы; сжатые же раскосы вследствие своей большой гибкости выключаются из работы и в расчетную схему не входят. Для того, чтобы заставить работать оба раскоса в фермах создают предварительно растягивающие усилия. Это заставляет работать оба раскоса и тем самым увеличивается жесткость фермы.

Ромбическая - обладает повышенной жесткостью (по сравнению с обычными решетками) и уменьшает размер панелей (по сравнению с крестовой решеткой). Эта система применяется в связях, мостах, башнях, мачтах для уменьшения расчетной длины стержней.

Полураскосная - обладает большой жесткостью (благодаря двум системам раскосов) и уменьшенной панелью - особенно рациональна при работе конструкций на большие поперечные силы. Эта система решетки применяется в мостах, башнях, связях высоких зданий.