Fermele sunt elementul cheie de inginerie în concursul de inginerie civilă emergentă. Într-adevăr, structurile cu deschidere lungă și greutate redusă reprezintă principalul motiv pentru creșterea cererii de ferme în industria construcțiilor. Încă de la utilizarea oțelului ca material de construcție, datorită rezistenței sale mai mari cu o masă mai mică, fermele au luat un rol major în structurile civile împreună cu progresul industriei siderurgice. În ultimii ani și chiar și în prezent, având în vedere caracteristicile estetice, aceste ferme sunt realizate și cu scânduri de lemn. Fermele de acoperiș, podurile, turnurile de electricitate și de telecomunicații și chiar cadrele structurale folosesc aceste ferme ca forme structurale integrale.
Definiția fermei
Ferezele sunt definite simplu ca fiind triangularea elementelor pentru a realiza o structură stabilizată. Triangulația este configurația stabilă din punct de vedere matematic. În general, o grindă are elementele numite coardă superioară, coardă inferioară, coardă verticală și coardă diagonală. Funcțiile principale ale fermelor sunt
- Suportarea sarcinilor de la structurile suprapuse
- Aprovizionarea unei stabilități laterale adecvate pentru întreaga structură
Există câteva ipoteze de bază în procesul de proiectare. Trebuie clarificat faptul că construcția fermelor trebuie să fie conformă cu ipotezele de proiectare pentru a evita defecțiunile nedorite datorate dispersiei forțelor și sarcinilor. În continuare sunt prezentate ipotezele de proiectare a fermei.
- Arborele fermei vor suporta numai forțele axiale
- Nodurile, adică legăturile dintre elemente, sunt proiectate ca articulații cu știfturi, astfel încât momentele să nu fie transferate către elementele fermei
- Toate sarcinile externe și reacțiile acționează numai asupra nodurilor
- În general, structura fermei trebuie să fie în plan.
În mod obișnuit, elementele grinzii sunt realizate sub formă de secțiuni I, unghiuri, secțiuni T, secțiuni tubulare, secțiuni pătrate și secțiuni de canal. Secțiunile I sunt mai preferabile ca secțiune optimizată din punct de vedere al forțelor structurale.
Tipuri de ferme
- Fermă simplă – indică o singură fermă triunghiulară. Aceste ferme sunt utilizate cel mai adesea ca ferme de acoperiș.
- Fermă plană – după cum sugerează și numele, este o fermă bidimensională. Dacă toate elementele și nodurile se află pe o suprafață plană, atunci această grindă este o grindă plană.
- Grindă cu cadru spațial – Spre deosebire de grinda plană, elementele și nodurile sunt situate în spațiul tridimensional. Turnurile electrice și de telecomunicații sunt unul dintre cele mai simple exemple pe care le vedem în viața de zi cu zi.
Forme de ferme
1. Fermă Pratt
Forma fermei Pratt pentru sarcini în direcția gravitației
Forma fermei Pratt pentru sarcini de ridicare (sarcini opuse gravitației)
2. Fermă Warren
3. Fermă ușoară nordică
4. Fermă Vierendeel
Fermă cu stâlp regesc, Fermă cu arc, Fermă cu stâlp regină, Fermă plată, Fermă lenticulară sunt alte câteva forme de ferme folosite în industrie.
.