Фе́рма (фр. ferme, від лат. firmus — «міцний», «сильний») — геометрично незмінна тримальна конструкція, що складається з прямолінійних стрижнів, вузлові з'єднання яких в розрахунках вважаються шарнірними.
Ферма | |
Ферма у Вікісховищі |
Стрижні у вузлових ферм з'єднуються жорстко: зварюванням, болтами, заклепками, фасонками, чи й взагалі цілу ферму роблять монолітною конструкцією. Попри це, експерименти показують, що згинальні моменти в прямолінійних стрижнях незначні у зіставленні з поздовжніми силами. Тому у практичних розрахунках величинами згинальних моментів нехтують і для побудови розрахункової схеми ферми припускають, що у вузлах встановлено ідеальні циліндричні шарніри.
Призначення ферм
Ферми застосовують головним чином у будівництві (покриття промислових і цивільних будівель, ангарів, вокзалів, ринків, спортивних споруд, прогінні елементи залізничних і автодорожніх мостів, вежі, крани, нафтові башти, опори ліній високовольтних мереж, гідротехнічні затвори та ін.), а також як тримальні конструкції машин і механізмів. За видом матеріалу ферми бувають металеві, залізобетонні, дерев'яні та комбіновані.
При використанні ферм як тримальної системи споруди вибирають такі конструктивні рішення, які передбачають передачу навантаження лише у вузлах ферми, щоб уникнути прогинів стрижнів. Тоді у стрижнях ферми виникають тільки поздовжні зусилля розтягу-стиску. Відсутність згину стрижнів дозволяє обирати менші розміри їх поперечного перерізу порівняно зі стержнями, що працюють на згин. Завдяки цьому витрати матеріалу у фермах менші ніж у балках, вони легші за масою, зате трудомісткість їх виготовлення більша.
Конструкції ферм
Точки сполучення стержнів ферми називають вузлами. Стрижні, що розташовані по контуру вгорі і внизу ферми утворюють відповідно верхній і нижній пояси, а стрижні, що розташовані між поясами ферми утворюють решітку. Решітка складається з похилих стрижнів — розкосів та вертикальних — стояків. Розтягнуті стояки інколи називають підвісами. Стояки та розкоси, що розташовані біля опор, називають опорними. Горизонтальна проєкція відстані між опорами ферми називається прогоном. Горизонтальна проєкція відстані між суміжними вузлами верхнього або нижнього поясів називається відповідно верхньою або нижньою панеллю. Найбільша відстань між вузлами верхнього і нижнього поясів — висота ферми.
За своїм окресленням ферми можуть бути з паралельними, трикутними, полігональними (багатокутними) або з криволінійними поясами, та поясами трапецоїдної форми — односхилі та двосхилі.
За характером опорних закріплень розрізняють балкові, консольні, консольно-балкові, розпірні ферми.
За системою решітки розрізняють: ферми з розкосою решіткою, особливість яких — послідовне розташування розкосів і стояків, безрозкосі — з трикутною решіткою, яка складається тільки з розкосів, ферми з напіврозкосою решіткою, у якій розкоси сполучаються з серединою стояка. Якщо у кожній панелі ферми два або більше розкоси, то такі ферми називають дворозкосими, або багаторозкосими.
Розрахунок ферм
Розрахунок переважної більшості ферм розпочинається із визначення опорних реакцій. При цьому складають рівняння рівноваги для всієї ферми, у формі рівнянь проєкцій або моментів.
Визначення внутрішніх зусиль у стрижнях простих ферм ґрунтується на загальному методі перерізів, який широко використовують у опорі матеріалів. У стрижнях ферми від зовнішнього навантаження, прикладеного у вузлах, виникають поздовжні розтягувальні або стискальні зусилля. Перед розрахунком всі зусилля у стержнях ферми вважають розтягувальними. Якщо у результаті розрахунку отримують додатне значення зусилля, то стрижень розтягнутий, а якщо від'ємне — стиснутий.
Для визначення внутрішніх зусиль ферми розсікають перерізом її вузли або окремі частини і розглядають умови їх рівноваги під дією зовнішніх сил і внутрішніх зусиль. Перерізи слід проводити так, щоб рівняння рівноваги були з одним невідомим, що дозволяє уникнути сумісного розв'язування системи рівнянь.
Визначення зусиль у стержнях ферм складних конструкцій можна виконувати методом можливих переміщень, на основі енергетичних підходів або при допомозі програмних комплексів на основі методу скінченних елементів.
Див. також
Посилання
- Ферма // Термінологічний словник-довідник з будівництва та архітектури / Р. А. Шмиг, В. М. Боярчук, І. М. Добрянський, В. М. Барабаш ; за заг. ред. Р. А. Шмига. — Львів, 2010. — С. 201. — .
Вікісховище має мультимедійні дані за темою: Ферма (конструкція) |
- Будівельна механіка та теорія споруд [ 1 січня 2011 у Wayback Machine.]
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Fe rma fr ferme vid lat firmus micnij silnij geometrichno nezminna trimalna konstrukciya sho skladayetsya z pryamolinijnih strizhniv vuzlovi z yednannya yakih v rozrahunkah vvazhayutsya sharnirnimi Ferma Ferma u Vikishovishi Ploski derev yani fermi dahovih konstrukcij Prostorova konstrukciya fermi opori liniyi elektroperedach U Vikipediyi ye statti pro inshi znachennya cogo termina Ferma znachennya Strizhni u vuzlovih ferm z yednuyutsya zhorstko zvaryuvannyam boltami zaklepkami fasonkami chi j vzagali cilu fermu roblyat monolitnoyu konstrukciyeyu Popri ce eksperimenti pokazuyut sho zginalni momenti v pryamolinijnih strizhnyah neznachni u zistavlenni z pozdovzhnimi silami Tomu u praktichnih rozrahunkah velichinami zginalnih momentiv nehtuyut i dlya pobudovi rozrahunkovoyi shemi fermi pripuskayut sho u vuzlah vstanovleno idealni cilindrichni sharniri Priznachennya fermFermi zastosovuyut golovnim chinom u budivnictvi pokrittya promislovih i civilnih budivel angariv vokzaliv rinkiv sportivnih sporud proginni elementi zaliznichnih i avtodorozhnih mostiv vezhi krani naftovi bashti opori linij visokovoltnih merezh gidrotehnichni zatvori ta in a takozh yak trimalni konstrukciyi mashin i mehanizmiv Za vidom materialu fermi buvayut metalevi zalizobetonni derev yani ta kombinovani Pri vikoristanni ferm yak trimalnoyi sistemi sporudi vibirayut taki konstruktivni rishennya yaki peredbachayut peredachu navantazhennya lishe u vuzlah fermi shob uniknuti proginiv strizhniv Todi u strizhnyah fermi vinikayut tilki pozdovzhni zusillya roztyagu stisku Vidsutnist zginu strizhniv dozvolyaye obirati menshi rozmiri yih poperechnogo pererizu porivnyano zi sterzhnyami sho pracyuyut na zgin Zavdyaki comu vitrati materialu u fermah menshi nizh u balkah voni legshi za masoyu zate trudomistkist yih vigotovlennya bilsha Konstrukciyi fermTochki spoluchennya sterzhniv fermi nazivayut vuzlami Strizhni sho roztashovani po konturu vgori i vnizu fermi utvoryuyut vidpovidno verhnij i nizhnij poyasi a strizhni sho roztashovani mizh poyasami fermi utvoryuyut reshitku Reshitka skladayetsya z pohilih strizhniv rozkosiv ta vertikalnih stoyakiv Roztyagnuti stoyaki inkoli nazivayut pidvisami Stoyaki ta rozkosi sho roztashovani bilya opor nazivayut opornimi Gorizontalna proyekciya vidstani mizh oporami fermi nazivayetsya progonom Gorizontalna proyekciya vidstani mizh sumizhnimi vuzlami verhnogo abo nizhnogo poyasiv nazivayetsya vidpovidno verhnoyu abo nizhnoyu panellyu Najbilsha vidstan mizh vuzlami verhnogo i nizhnogo poyasiv visota fermi Za svoyim okreslennyam fermi mozhut buti z paralelnimi trikutnimi poligonalnimi bagatokutnimi abo z krivolinijnimi poyasami ta poyasami trapecoyidnoyi formi odnoshili ta dvoshili Za harakterom opornih zakriplen rozriznyayut balkovi konsolni konsolno balkovi rozpirni fermi Za sistemoyu reshitki rozriznyayut fermi z rozkosoyu reshitkoyu osoblivist yakih poslidovne roztashuvannya rozkosiv i stoyakiv bezrozkosi z trikutnoyu reshitkoyu yaka skladayetsya tilki z rozkosiv fermi z napivrozkosoyu reshitkoyu u yakij rozkosi spoluchayutsya z seredinoyu stoyaka Yaksho u kozhnij paneli fermi dva abo bilshe rozkosi to taki fermi nazivayut dvorozkosimi abo bagatorozkosimi Rozrahunok fermRozrahunok perevazhnoyi bilshosti ferm rozpochinayetsya iz viznachennya opornih reakcij Pri comu skladayut rivnyannya rivnovagi dlya vsiyeyi fermi u formi rivnyan proyekcij abo momentiv Viznachennya vnutrishnih zusil u strizhnyah prostih ferm gruntuyetsya na zagalnomu metodi pereriziv yakij shiroko vikoristovuyut u opori materialiv U strizhnyah fermi vid zovnishnogo navantazhennya prikladenogo u vuzlah vinikayut pozdovzhni roztyaguvalni abo stiskalni zusillya Pered rozrahunkom vsi zusillya u sterzhnyah fermi vvazhayut roztyaguvalnimi Yaksho u rezultati rozrahunku otrimuyut dodatne znachennya zusillya to strizhen roztyagnutij a yaksho vid yemne stisnutij Dlya viznachennya vnutrishnih zusil fermi rozsikayut pererizom yiyi vuzli abo okremi chastini i rozglyadayut umovi yih rivnovagi pid diyeyu zovnishnih sil i vnutrishnih zusil Pererizi slid provoditi tak shob rivnyannya rivnovagi buli z odnim nevidomim sho dozvolyaye uniknuti sumisnogo rozv yazuvannya sistemi rivnyan Viznachennya zusil u sterzhnyah ferm skladnih konstrukcij mozhna vikonuvati metodom mozhlivih peremishen na osnovi energetichnih pidhodiv abo pri dopomozi programnih kompleksiv na osnovi metodu skinchennih elementiv Div takozhStrizhen Balka Rama Diagrama Maksvella KremoniPosilannyaFerma Terminologichnij slovnik dovidnik z budivnictva ta arhitekturi R A Shmig V M Boyarchuk I M Dobryanskij V M Barabash za zag red R A Shmiga Lviv 2010 S 201 ISBN 978 966 7407 83 4 Vikishovishe maye multimedijni dani za temoyu Ferma konstrukciya Budivelna mehanika ta teoriya sporud 1 sichnya 2011 u Wayback Machine