EN
EN
2026/06/24
А стоманен фермер перфектно проектирана за постоянно и променливо натоварване, но не и за вятърна асепция, следователно се проваля при буря — смукането от подветрената страна надвишава постоянното натоварване, долният пояс влиза в състояние на натиск и фермата изпъква нагоре. Определянето на натоварването е условието, което управлява всяко последващо проектно решение.
Четири случая на натоварване управляват стоманен фермер проектиране. Постоянна товарна натовареност — собствена тежест на фермата (0,10–0,25 kN/m²), плюс греди за покривни плочи, обшивка, топлоизолация и таван — е постоянна. Временна товарна натовареност — 0,6–1,0 kN/m² според ASCE 7 — обхваща строителните и поддръжни работи. Вятърната товарна натовареност според ASCE 7, глава 27, или Eurocode 1, част 1-4, е най-сложната: положително налягане върху наветрената стена, отсмукване върху покрива и коефициенти на вътрешно налягане, които се променят в зависимост от отворите. A стоманен фермер без анализ на отделянето от основата може да има достатъчна носимост на долния пояс при опън, но недостатъчна носимост при натиск, когато вятърът обърне посоката на товара. Снежната товарна натовареност — 0,5–4,0+ kN/m², в зависимост от снежната покривка по земята, експозицията, топлинния коефициент и наклона на покрива — е определяща в студените климатични зони. Натрупването на сняг във вертикалните парапети и при промени в нивото на покрива концентрира товара върху част от фермата, която не е била предвидена при проектирането с равномерно разпределен товар.
Склад с разстояние между опорите от 30 метра в район със снежно натоварване върху земната повърхност от 1,5 kN/m² е изпитал частично огъване на покрива — не срутване, а забележимо провисване. При разследването се установи, че първоначалният стоманен фермер проект е предвиждал равномерно снежно натоварване. Сградата е имала парапет, който е причинил натрупване на сняг — според разпоредбите за натрупване на сняг в ASCE 7 прогнозираното натоварване е 2,2 kN/m² в първите 6 метра до парапета. zeyongsteel (Zhejiang Zeyong Steel Structure Engineering), компания с квалификация за изпълнение на стоманени конструкции от първа класа, кредитен рейтинг AAA и партньорства с China Railway Construction и China Railway Group, преразработи фермата, като усилва горните пояса в зоната на натрупване на сняг и добавя допълнителни решетъчни елементи. Складът е функционирал през следващите две зимни сезона с тежки снежни условия без никакво провисване.
Конфигурацията на стелажа е стоманен фермер определя кой от елементите е в натиск и кой — в опън, което определя ефективността на материала. Фермата на Прат (вертикални елементи в натиск, диагонални елементи в опън) е ефективна за разстояния от 10 до 30 метра — по-късите вертикални елементи по-добре се съпротивляват на извиване в сравнение с по-дългите диагонални елементи. Фермата на Уорън (алтернативни диагонални елементи в равностранни или равнобедрени триъгълници) използва по-малко елементи, намалявайки производствената цена, и е стандартна за разстояния от 15 до 40 метра. Фермата на Хау (диагонални елементи в натиск) се използва там, където товарите върху долния пояс от таван обръщат посоката на напрежението в диагоналните елементи. Фермата на Финк (решетка с формата на ветрило, излизаща от централен връх) е стандартна за наклонени жилищни покриви при разстояния от 8 до 15 метра. Конфигурацията е решение, свързано с ефективността на материала: по-дългите елементи в натиск изискват по-големи напречни сечения, за да се предотврати извиването.
Елементите на горния и долния пояс на ферма стоманен фермер са проектирани за осева сила — опън в долния пояс, натиск в горния пояс и промяна на напрежението при вятърна подемна сила. Изборът на секция балансира площта (осева носима способност) спрямо радиуса на инерцията (устойчивост срещу изкършване). Празните структурни секции (HSS) осигуряват еднаква ефективност при натиск — празна структурна секция 100×100×5 има радиус на инерция r≈39 mm по двете оси, докато при сравнително широкофланцова секция r=45 mm по силната ос и r=25 mm по слабата ос. Степента на гъвкавост за компресионни елементи не трябва да надвишава 200 според AISC 360, Раздел E2. Кръгли плочи във връзките между решетъчните елементи и поясите — обикновено с дебелина 8–12 mm за разстояния от 20 до 30 метра — предават осевата сила от решетъчните елементи към поясите чрез заварки според AISC 360, Глава J или EN 1993-1-8. Недостатъчно размерените връзки са най-често срещаната точка на започване на разрушение.
А стоманен фермер е стабилен в своята равнина — триангулацията устойчиво поема силите в равнината. Извън равнината фермата представлява тънък стълб, който извива латерално при отсъствие на подпори. Подпорите за покрива — диагонални пръти или ъглови профили в горната решетка, свързващи съседни ферми — осигуряват ограничение на разстояния от 6 до 8 метра. Подпорите за долния пояс изпълняват същата функция за долния пояс при вятърна аеродинамична сила, насочена нагоре. Диафрагменото действие на пурлин-обшивката — метална настилка, завинтена към пурлини, които са закрепени с болтове към горната решетка — създава твърда диафрагма, която предава латералните вятърни натоварвания към боковите подпори. Ферма, проектирана без допринасянето на подпорите, е по-тежка и по-скъпа, отколкото е необходимо; ферма, която разчита на отсъстващи подпори, е небезопасна.
Уорън фермата осигурява най-доброто съотношение между стабилност и материал за стоманен фермер пролети от 15 до 40 метра. Призмовите ферми са ефективни за пролети от 10 до 30 метра. zeyongsteel проектира и изработва всички основни конфигурации на ферми.
Вятърната аеродинамична сила, насочена нагоре, върху една стоманен фермер обръща членовете на силите — долният пояс преминава от опън в натиск, а горният пояс — от натиск в опън. Подпората на долния пояс е задължителна, за да се предотврати странично изкършване при условия на издигащи сили.
А стоманен фермер може да покрива разпони над 50 метра за търговски и индустриални покриви с дълбоки фермови профили (съотношение дълбочина/разпон от 1/10 до 1/15). Жилищните ферми обикновено имат разпон от 8 до 15 метра. Zeyongsteel е изградила референтни стоманени конструкции в категориите инфраструктура и съоръжения.
Снежна дрифта върху стоманен фермер близо до парапети и промени в нивото на покрива може да концентрира 50 % до 100 % по-високо натоварване върху част от разпона според разпоредбите за дрифта в ASCE 7. В зоната на дрифтта е задължително местно усилване на отделните елементи.
А стоманен фермер изисква подсилване на горната поясна греда на интервали от 6 до 8 метра, подсилване на долната поясна греда за зони с вятърно отделяне и диафрагма на покрива, образувана от металния настил, свързан с пурлините. Подсилването предотвратява извънравнинно огъване.
Стоманен фермер връзките използват кръстовидни плочи с дебелина от 8 до 12 мм и ъглови заварки, размерите на които са определени според AISC 360 или EN 1993-1-8. Недостатъчно големите връзки са най-честата причина за започване на разрушение — размерите на заварките трябва да съответстват на осевата носимост на стойките.
Изследвайте нашите най-нови новини за компанията, примери за проекти и индустриални прозрения.
