Что такое ферменная система?

В архитектуре или конструкторском проектировании ферменная система представляет собой систему деревянных или стальных опорных балок, выполненных в форме треугольника. Как правило, горизонтальные концы соединены с другими фермами в системе. Ферменные системы часто используются при строительстве зданий, мостов и инженерных башен. Они также широко используются в сценическом оформлении и показах.

Одним из преимуществ системы ферм является ее простота. Треугольник несет нагрузки только на свои стыки или узлы. Треугольная структура является стабильной и не нуждается в дополнительной поддержке для предотвращения разрушения, как это делает прямоугольник. Расчеты сил просты, потому что присутствуют только силы сжатия и растяжения. Это ограничивает количество и направление сил, которые необходимо учитывать при определении сил в элементе фермы.

Несмотря на свою простоту, система деревянных ферм чрезвычайно прочна. Система ферм более прочная, чем балка, потому что она может рассеивать силы по всем своим элементам конструкции. Использование стропильных систем в строительстве оставалось популярным даже после того, как стали доступны более прочные материалы. Системы ферм легко построить, потому что они состоят из нескольких частей. Они имеют тенденцию быть легкими и очень недорогими, потому что нужны только балки и соединения.

Системы ферменных конструкций могут проходить на большие расстояния и рассеивать усилия по всей конструкции, несущие нагрузку только на концах. Это может быть очень удобно при строительстве жилых и коммерческих зданий, поскольку несущие стены могут быть установлены с интервалами между двумя концами ферменной системы. Это обеспечивает гибкость в распределении стен и позволяет легко удалить их при необходимости.

У ферменных систем есть некоторые недостатки, поэтому они не используются в каждой конструкции крыши. В ситуациях, когда требуется больше места на крыше, например в мансардных помещениях, ферменные системы могут занимать слишком много места. Системы стропил сложнее разместить, чем стропила. Они должны быть собраны на земле и подняты на место с помощью крана, тогда как стропила могут быть построены быстро и без специального оборудования. В системах кровли, которые имеют много неровностей формы, системы фермы могут не работать хорошо.

Существует множество вариантов системы ферменных конструкций, позволяющих устранить некоторые недостатки и сделать систему способной справляться с различными требованиями к нагрузке. В случае инженерных башен можно использовать систему трехмерных строп, чтобы сделать конструкцию вертикально устойчивой и способной противостоять сильным ветрам без опрокидывания. Другим примером изменения системы ферменных конструкций является использование консольной фермы в мостовых конструкциях, чтобы сделать возможным использование длинных пролетов ферменных систем.