EN
EN
2026/06/21
А стоманен фермер е каркас от свързани помежду си елементи, подредени в триъгълници, който преобразува огъващи натоварвания в чисто осево опънно и натисково напрежение във всеки отделен елемент. Цялостна греда устойчива на огъване чрез неравномерно разпределение на напрежението по напречното си сечение – материалът близо до неутралната ос допринася малко. Фермата използва всеки килограм стомана за пренасяне на опънни или натискови усилия по оста на съответния елемент. Резултатът е конструкция, която може да преминава разстояния, недостижими за цялостна греда с равна тегло.
Триъгълникът е единственият многоъгълник, който не може да промени формата си, без да се променят дължините на страните му. Е стоманен фермер използва това, като разделя правоъгълна рамка на триъгълници. Горната хорда поема натиска — надолишното натоварване от покрива, снега и собствената тежест. Долната хорда поема опън — силата, която предотвратява разтварянето на фермата в опорите й. Решетъчните елементи — вертикалните и диагоналните — прехвърлят натоварванията между хордите. Кои елементи са под опън или натиск, зависи от конфигурацията на фермата и приложеното натоварване, и именно това различава един тип ферма от друг.
За склад за логистика в източна част на Китай беше необходим покрив с разстояние между опорите 40 метра — всяка вътрешна колона би попречила на проходите за вилкови товароподемници. Цялостна греда би изисквала височина на напречното сечение, доближаваща се до 2 метра, което би намалило вертикалното разстояние и би увеличило мъртвата тежест. Една стоманен фермер — конфигурация на Прат с дълбочина 3,2 метра — постигна разстоянието със стандартни топло-валцувани H-профили. Диагоналите бяха ориентирани така, че по-дългите елементи да поемат опън (ефективно за стомана), а по-късите вертикални елементи — натиск. Общото тегло на стоманата беше приблизително с 40 % по-малко в сравнение с еквивалентното решение с масивна греда, а отворената решетка позволяваше прокарване на кабелни канали, тръби за пожарогасителна инсталация и осветителни уреди през фермата, а не под нея.
Уорън стоманен фермер използва равностранни или равнобедрени триъгълници с алтернативни диагонали и без вертикални елементи. Натоварванията се редуват между опън и натиск в последователните диагонали. Това е най-простата за производство ферма, тъй като дължините на елементите и ъглите на връзките се повтарят. Фермите Уорън са подходящи за разстояния от 15 до 60 метра, когато е приемлива еднородна височина и натоварването е симетрично.
Прат стоманен фермер ориентира диагоналите навън и надолу от центъра към опорите, поставяйки по-дългите диагонали под опън и по-късите вертикални елементи под натиск при гравитационно натоварване. Това е ефективно, защото стоманата по-добре понася опън, отколкото натиск — дългите елементи под опън избягват огъване. Фермите на Прат са подходящи за разстояния от 20 до 80 метра и са най-често използваният вариант за покриви на промишлени сгради.
Хау стоманен фермер обръща фермата на Прат: диагоналите се накланят навътре и нагоре от опорите, поставяйки диагоналите под натиск и вертикалните елементи под опън. По-малко ефективни в стомана (дългите елементи под натиск са подложени на риск от огъване), фермите на Хау са по-често срещани при дървени конструкции. В стоманени конструкции те се използват там, където вятърът предизвиква издигане, което обръща нормалния модел на натоварване.
Финк стоманен фермер разделя основния триъгълник на по-малки триъгълници, които се разпростирали от центъра и образуват ветрилообразна мрежа, намаляваща дължините на неподкрепени хорди. Финк-фермерите са стандарт за жилищни и леки търговски покриви с наклон от 10 до 25 метра — те използват по-малко стомана на квадратен метър в сравнение с Уорън или Прат за кратки до средни разстояния при стръмни наклони.
Избор за проект стоманен фермер започва с четири въпроса. Първо, какво е чистото разстояние? Това определя дълбочината на фермера — обикновено разстоянието/10 до разстоянието/15 за покриви и разстоянието/8 до разстоянието/12 за мостове. Второ, какви са товарите — постоянни, временни, снежни и ветрови — тъй като асиметричното натоварване може да направи Прат по-предпочитан от Уорън. Трето, какво вертикално разстояние е налично? По-плоският фермер изисква по-тежки хорди; по-дълбокият фермер може да се окаже в конфликт с механичните системи. Четвърто, фермерът ли е видим? Архитектурно видим стоманен фермер в обществено пространство може да оправдае визуално привлекателния модел на Уорън, дори ако моделът на Прат е маргинално по-ефективен.
А стоманен фермер е толкова силна, колкото са нейните връзки. Завинтени връзки с косоносни плочи са стандарт за монтаж на строителната площадка — те позволяват регулиране и са проверяеми. Заварените връзки осигуряват по-голяма стивост за ферми, които се произвеждат в цех и се доставят готови. Латералните подпори — свързване на съседни ферми чрез покривни греди и диагонални подпори — предотвратяват извиването на отделните ферми извън равнината. Защитата от корозия — горещо цинковане за външно излагане според ISO 1461, интумесцентни боядисвания за интериори с огнеустойчивост — трябва да се определи още на етапа на проектиране.
Четирите основни стоманен фермер типовете са Уорън (алтерниращи диагонали, без вертикални елементи), Прат (дълги диагонали в опън при гравитационно натоварване), Хау (диагонали в натиск при гравитационно натоварване) и Финк (феновидна решетка за покриви с наклон). Всеки от тях оптимизира усилията в прътите по различен начин.
Прат стоманен фермер поставя по-дългите разкоси в опън и по-късите вертикални елементи в натиск при гравитационно натоварване. Стълът има по-добра работоспособност на опън отколкото на натиск — дългите елементи в опън избягват извиване — което прави фермата на Прат структурно ефективен стандарт за индустриални покриви.
А стоманен фермер разстояния от 10 метра за жилищни покриви с ферма на Финк до над 100 метра за дълбоки ферми на Уорън или Прат в ангарите и стадионите. Височината на фермата се увеличава с разстоянието — обикновено разстояние/10 до разстояние/15 за покриви.
Болтовите връзки са стандарт за монтаж на площадката стоманен фермер конструкции — те позволяват регулиране и са подлежащи на инспекция. Заварените връзки осигуряват по-голяма твърдост и са подходящи за фабрично произведени ферми, доставени цели. Изборът зависи от логистиката на производството и монтажа.
Ферма „Уорън“ стоманен фермер използва редуващи се диагонали, образуващи равностранни триъгълници без вертикални елементи — проста за производство. Фермата „Прат“ добавя вертикални елементи и поставя диагоналите в опън при гравитационно натоварване — по-ефективна при стоманени конструкции, но малко по-сложна.
А стоманен фермер при външно излагане изисква горещо потапяне в цинк според ISO 1461 или многослойна бояджийска система. Вътрешните ферми в сухи помещения може да изискват само грунд. При приложения с изисквания за огнеустойчивост се изисква интумесцентна боя със специфицирана дебелина на сухия филм.
Изследвайте нашите най-нови новини за компанията, примери за проекти и индустриални прозрения.
