ФЕРМА ИЗ КВАДРАТНЫХ ТРУБ

Полезная модель относится к строительству, в частности к производству несущих ферм зданий и сооружений.
Из уровня техники известна ферма, элементы которой выполнены из квадратных труб, включающая взаимосвязанные между собой верхний и нижний пояса и расположенные между поясами раскосы (патент РФ №81509 «Ферма», МПК Е04С 3/00, опубл. 20.03.2009 г.). Данная ферма имеет объемную взаимосвязь раскосов с поясами только фиксируя положение стержней, без восприятия и передачи усилий растяжения из-за крайне малого сечения Г-образных опорных выступов по концам раскосов, входящих в грани поясов. Однако, например, стропильные фермы покрытий промышленных зданий при разной снеговой нагрузке имеют усилия в раскосах в пределах от 100 до 300 тс (от 1000 до 3000 кН), поэтому указанная ферма не выдержит нагрузок от собственного веса и снега.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой полезной модели является ферма, содержащая верхний, нижний пояса и решетку (раскосы и стойки), причем все элементы фермы выполнены из квадратных труб («Проектирование металлических конструкций: учебное пособие для вузов» Бирюлев В.В., Кошин И.И., Крылов И.И., Сильвестров А.В. - Л.: Стройиздат, 1990, стр.100-119). В указанной ферме грани труб стержней параллельны плоскости решетки, две другие - перпендикулярны ей, в пределах которой ферма воспринимает нагрузку. Раскосы и стойки фермы торцами прикрепляются только к одной ближайшей грани пояса.
Недостатком таких ферм является деформация поясов в узлах. Сжатый элемент решетки под воздействием усилий может продавить грань трубы пояса, к которой он примыкает, а боковые грани выпучиваются. Растянутый элемент решетки может вырвать грань, и в боковых гранях образуется вмятие внутрь.
Технической задачей заявляемой полезной модели является повышение надежности ферм из квадратных труб за счет изменения положения труб в пространстве, а вследствие этого и изменения узлов.
Указанная задача решается тем, что в ферме из квадратных труб, содержащей верхний и нижний пояса и решетку, согласно полезной модели грани всех элементов фермы размещены под углом 45° по отношению к плоскости решетки, образуя узлы, в которых все грани концов элементов решетки охватывают две смежные грани каждого пояса.
В каждом узле четыре грани элемента решетки (стойки, раскосы) охватывают две смежные грани каждого пояса, благодаря чему осуществляется равномерное передача усилий от элементов фермы.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена схема фермы, на фиг.2 схема узла А, на фиг.3 - элемент решетки (раскос).
Ферма содержит верхний 1 и нижний 2 пояса, элементы решетки 3 (раскосы), плоскость решетки 4, опоры 5.
На фиг.2 изображен узел А, на котором видны грани верхнего пояса 1 и раскосов 3, размещенные под углом 45° по отношению к плоскости решетки 4 (фиг.1), в пределах которой фермой воспринимается нагрузка. Также на фиг.2, как и на фиг.3 представлены линии КМ и ОМ, означающие прямые резы концов раскосов и стоек, по которым посредством электродуговой сварки соединяется решетка с верхними и нижними поясами (в случае изготовления стержней из стали и алюминиевых сплавов).
Устройство работает следующим образом. Нагрузка, сосредоточенная в узлах, вызывает появление внутренних сил - усилий. При этом верхний пояс 1 сжат, нижний пояс 2 растянут, элементы решетки - раскосы 3, уходящие слева от опоры 5 вниз - растянуты, восходящие слева от низа узла решетки верх - сжаты.
В целом, благодаря размещению всех элементов фермы под углом 45° по отношению к решетке, в плоскости которой нагружена ферма, обеспечивается более равномерная передача усилий за счет увеличенной длины сварных швов без продавливания и вырывов граней поясов.