Стропильные железобетонные фермы целесообразны при пролетах более 18м. В железобетонных фермах в сравнении со стальными расход металла почти вдвое меньше, правда, трудоемкость и стоимость изготовления их несколько выше. Очертание стропильных ферм зави­сит от профиля кровли и общей компоновки покрытия.

Рациональное очертание имеют сегментные фермы. Они наиболее экономичны и приняты в качестве типовых конструкций для массового строительства. Применяются также арочные раскосные фермы с редкой решеткой и верхним поясом плавного криволинейного очертания, арочные безраскосные фермы с жесткими узлами в при­мыкании стоек к поясам. Для зданий с плоской кровлей, пролетами 18 и 24м, при шаге ферм 6м разработаны типовые конструкции ферм с параллельными поясами.

Кроме того, для пролета 18м разработаны конструкции ферм с параллельными поясами, устанавливаемые с ша­гом 12м, предназначенные для зданий, в которых требу­ется разместить в межферменном пространстве крупно­габаритные коммуникации, пропуску которых препятст­вовали бы подстропильные фермы.

Унифицированные конструкции ферм разработаны для различных климатических районов, для бесфонар­ных покрытий, покрытий со светоаэрационными и аэрационными фонарями, покрытий с подвесными монорель­сами и кран-балками грузоподъемностью до 5т (двух-и трехопорными).

Высоту ферм всех типов в середине пролета обычно принимают равной 1/7...1/9 пролета (например, высота типовой сегментной фермы пролетом 24 м равна 2950мм).

Высоту опорного узла сегментных ферм принимают для всех пролетов унифицированной и равной 780 мм (но­минальная высота с учетом прокладок на колонны равна 800мм).

Размер панелей (расстояний между осями узлов) верхнего пояса принимают равным 3 м. Таким образом, при использовании плит шириной 3 м нагрузка от их ре­бер передается в узлы фермы, исключая местный изгиб верхнего пояса.

Ширину сечения верхнего пояса из условий обеспече­ния устойчивости ферм и опирания плит покрытия при­нимают 200...350 мм.

Нижний растянутый пояс ферм всех типов и растяну­тые раскосы ферм некоторых типов проектируют пред­варительно напряженными с натяжением арматуры, как правило, на упоры. Ширину сечения нижнего пояса обыч­но принимают такой же, как верхнего пояса, а высота сечения определяется условиями размещения расчетной предварительно напряженной арматуры и восприятия сил обжатия.

Сечения элементов решетки обычно назначают кон­структивно.

Стропильные фермы по длине могут выполняться как цельными, так и состав-ными. Членение ферм на сборные элементы зависит от производственных условий, транс­портных средств и грузоподъемности кранов. Обычно членение делается на полуфермы. Так как на устройство сварных соединений сборных элементов ферм расходуется дополнительно 10...15 % стали общего расхода на ферму, увеличивается трудоемкость работ на строитель­ной площадке, а следовательно, повышается стоимость изделия. Целесообразно назначать фермы цельными.

Решетка ферм может быть закладной из заранее из­готовленных железо-бетонных элементов с выпусками ар­матуры, которые устанавливают перед бетонированием поясов и втапливают в узлы на 30...50 мм, или изготов­ляемой одновременно с бетонированием поясов. Послед­ний вариант получил большее распространение.

Стропильные фермы изготовляются из бетона клас­сов В35...В50.

Армирование (рис. 170) нижнего растянутого пояса должно выполняться с соблюдением расстояний в свету между напрягаемыми стержнями или канатами, что обеспечивает удобство укладки, и уплотнения бетонной смеси. Вся растянутая арматура должна охватываться замкнутыми конструктивными хомутами, устанавливае­мыми с шагом 500 мм.

 

Рис. 170. Железобетонная сегментная ферма пролетом 30 м

Верхний сжатый пояс и сжатые элементы решетки армируют ненапрягаемой арматурой в виде сварных кар­касов. Растянутые элементы решетки при значительных усилиях выполняют предварительно напряженными.

Опорные узлы ферм армируют дополнительной про­дольной ненапрягаемой арматурой и поперечными стерж­нями, обеспечивающими надежность анкеровки растяну­той арматуры нижнего пояса и прочность опорного узла по наклонному сечению.

Расчет ферм производят исходя из предположения шарнирного соединения элементов ферм в узлах, так как жесткость узлов фермы мало влияет на размер усилий в стержнях. Расчет выполняют на действие постоянных и временных нагрузок - от покрытия, массы фермы, под­весного транспорта. Нагрузки от покрытия и собственной массы фермы считаются приложенными к узлам верх­него пояса, а от подвесного транспорта или потока при его наличии - к узлам нижнего пояса. В расчете учи­тывают неравномерное загружение снеговой нагрузки у фонарей и по покрытию здания, невыгоднейшее для элементов решетки загружение одной половины фермы снегом и подвесным транспортом. Верхний пояс рассчи­тывают по формулам центрального сжатия при исполь­зовании плит покрытия шириной 3 м и по формулам сжа­тия при изгибе, при использовании плит покрытия ши­риной 1,5м. Нижний пояс рассчитывают на растяжение. Элементы решетки рассчитывают на сжатие и централь­ное растяжение.

Кроме расчета на эксплуатационные нагрузки, фермы проверяют на усилия, возникающие при их изготовле­нии, транспортировании и монтаже.

Для крепления плит покрытий, фонарей, связей и под­весных путей на фермах предусмотрены закладные де­тали в виде стальных пластин, уложенных при изготов­лении ферм. Кроме того, предусмотрены закладные де­тали для крепления стропильных ферм к колоннам или подстропильным фермам.

Подстропильные фермы имеют номинальный пролет 12 м (для ферм, устанавливаемых у торцов и температур­ных швов-11,5м). Подстропильные фермы выпускают­ся двух типов: для покрытий со скатной кровлей и для покрытий с плоской кровлей. И в тех, и в других стро­пильные фермы опираются на средний узел нижнего поя­са. В подстропильных фермах для скатных кровель предусмотрены стойки у опорных узлов для опирания край­ней плиты покрытия, что позволяет уменьшить уклон кровли и увеличить высоту межферменного пространст­ва для пропуска коммуникаций из пролета в пролет.

Высота опорного узла, как и высота подстропильных балок на опоре, равна 700 мм (при наличии подстропиль­ных ферм колонны выполняются* укороченными на 700мм).

Подстропильные фермы изготовляют из бетона клас­сов В35...В50. Нижний пояс ферм напряженно-армирован­ный. В связи с большими растягивающими усилиями в нисходящих раскосах арматура перепускается из одно­го раскоса в другой в виде петли без устройства стыка в среднем узле нижнего пояса.

Нагрузка от стропильной фермы передается в виде сосредоточенной силы, приложенной в середине пролета к нижнему узлу подстропильной фермы. Подстропильные фермы рассчитывают по прочности и трещиностойкости.

Ю. М. Соловей  Основы строительного дела. - М.: Стройиздат, 1989г. - 429с.