Как работают металлические фермы: общие принципы и работа на изгиб

В промышленном строительстве, а также при возведении торговых центров, аэропортов, стадионов и других крупных объектов используется особый вид металлоконструкций — металлические фермы. Они отличаются высокой степенью прочности и жесткости, выдерживают значительные статические и динамические нагрузки, позволяют перекрывать пролеты, которые занимают от 18 метров в длину.

Металлические фермы, в сравнении с балками, более экономичны — на изготовление конструкции требуется меньше металла, при этом высота будет больше. Кроме того, в свободной зоне можно разместить воздуховоды, а также важные коммуникации.

Конструкция башенного крана

В современном строительстве используются разные варианты металлоконструкций, изготовленных из высокопрочной стали — они работают на изгиб или изгиб со сжатием. Состоят из двух поясов:

• Верхний. Конструкция работает на сжатие. Она образована ломаными, радиусными, горизонтальными и наклонными балками. Здесь размещаются верхние соединительные узлы стоек.
• Нижний. Состоит из горизонтальной продольной балки, к ней крепятся раскосы и стойки. Конструкция работает на растяжение.

Другие составные элементы стальной фермы — это стойки, раскосы и узлы. Первые размещаются вертикально и служат для соединения двух поясов в единую конструкцию. Вторые расположены под углом, предназначены для придания конструкции жесткости. Третья разновидность — соединительные элементы для прикрепления раскосов и стоек к двум поясам.

Различные виды стальных ферм

Строительные конструкции различаются в зависимости от того, как работает ферма металлическая, по типу поясов и решетки, способу соединения элементов, углу наклона. Различают два типа ферм из стали — плоские и пространственные. Одни принимают нагрузку, которая прилагается в одной плоскости, другие способны работать в разных направлениях, выдерживая статические и динамические нагрузки. 

В зависимости от типа возводимого объекта, сферы его применения и конструкторским особенностям используются разные варианты металлоконструкций:

• Консольные. Применяются в качестве элементов навесных конструкций.
• Вантовые. Такие фермы работают только на растяжение благодаря замене жестких элементов на гибкие ванты.
• Арочные. Используются при обустройстве кровли, позволяют снизить расход стали.
• Полигональные. Это многоугольная конструкция, в которой верхний пояс выполнен в виде изломанной линии.
• Трапециевидные. Конструкция в форме трапеции, которая имеет один излом в верхнем поясе. Применяется для обустройства крыш с небольшим уклоном.
• Разрезные. Балочная конструкция, которая используется при строительстве сооружений с размером пролетов в 40 метров и более.
• Неразрезные. Отличаются повышенной жесткостью, позволяют перекрыть сразу несколько пролетов.

Область применения строительных ферм из стали

Использование металлических ферм расширяет возможности строительной отрасли. Их применяют при возведении зданий и сооружений, где требуется большой запас прочности при относительно легкой конструкции. При небольшом расходе материала металлоконструкция способна покрывать большую площадь, что позволяет снизить расходы на металлопрокат.

В строительстве используются как небольшие, так и габаритные конструкции разных типов и форм. Они необходимы для возведения мостов, вокзалов и аэропортов, установки навесов, сооружения крупных промышленных строений, гидротехнических сооружений. Металлические фермы заказывают для строительства кровли домов и складских помещений, они служат надежной опорой для телебашен и линий электропередач, а также применяются для сборки кранов.

Металлоконструкции из стали используются в промышленном и жилом строительстве. Также их внедряют в других отраслях строительного сектора, где важна прочность и жесткость при минимальном весе конструкции.

Преимущества использования металлических ферм

Выделим главные достоинства стальных конструкций для строительных работ:

• Высокая прочность. Фермы прочнее балок из цельного металла, при этом они легче и доступнее по цене.
• Устойчивость к внешним факторам. Выдерживают воздействие ветра, снега, вес людей и подвесной техники.
• Исключение прогибов. Конструкция обладает жесткостью, не сгибается от статических и динамических нагрузок.
• Широкое применение. Используются в жилом строительстве, при сборке кранов, возведении мостов, стадионов, аэропортов и других объектов.

Применение металлических ферм позволяет уменьшить затраты на материалы и получить долговечные конструкции, которые выдерживают регулярные нагрузки. Их можно использовать везде, где нужно снизить массу возводимого объекта и сохранить его эксплуатационные свойства. 

Чтобы получить надежные металлические фермы нужного типа и размера, обращайтесь к производителю. На заводе Сталькран можно заказать производство конструкции определенных параметров и назначения.

По типу стрелы

Башенные краны различаются в зависимости от способности стрелы менять высоту подъема. Они подразделяются на балочные краны и устройства с подъемной стрелой. Первая конструкция оснащена горизонтальной стрелой, которая зафиксирована на определенной высоте. Высоту подъема нельзя менять, перемещение груза выполняется за счет подвижного механизма, которым оснащена стрела. Второй вариант обеспечивает захват и подъем груза при отсутствии возможности горизонтального перемещения. Также существуют комбинированные модели с шарнирно-сочлененными стрелы, которые сочетают особенности обоих вариантов.

По способу установки

• Стационарные. Монтируются на фундаменте, для перемещения на другую площадку в Москве требуется демонтаж всего устройства.

• Передвижные. Устанавливается на ось, оснащенную рельсами или колесами, что упрощает перемещение с места на место.
• Самоподъемные. Их монтируют внутри возводимого объекта, при этом конструкция опирается на перекрытия, а сам кран поднимают наверх с помощью лебедки по мере продвижения строительства.

По типу ходового механизма

Основные разновидности кранов по типу ходовой части — автомобильные, гусеничные, рельсовые.

Автомобильные — широко используемые модели спецтехники, которые отличаются удобством и мобильностью. Это самый распространенный вариант подъемного оборудования, который также может служить основой для сборки кранов других моделей.

Гусеничные башенные краны передвигаются на гусеничных шасси. Отличаются высокой проходимостью, поэтому применяются в тех условиях, где невозможна эксплуатация других моделей спецтехники, например, на площадках с неровным рельефом.

Рельсовые краны передвигаются по рельсам при помощи специальных механизмов. Они достаточно мобильные и маневренные, могут перемещаться и при этом удерживать груз. При необходимости транспортировки на другой объект конструкцию с рельсами собирают и устанавливают на новом месте.

Сюда также относятся пневмоколесные модели, которые перемещаются на пневмоколесном шасси, тракторные устройства, а также шагающие краны, оказывающие меньшее давление на грунт в сравнении с другими типами.