Ферми: види ферм, опис, класифікація та принцип роботи

У будівництві ферми охоплюють різні сфери застосування, виступаючи силовими механічними і каркасними елементами конструкцій. По суті, вони являють собою стрижневі системи, які в залежності від умов експлуатації можуть забезпечувати різний ступінь розтягування і стиснення. Але це спрощене пристрій даного елемента, оскільки трапляються і складні системи, що представляють комплексні ферми. Види ферм такого типу формуються прямолінійними стрижнями, які з'єднуються у вузли. Крім будівництва, варто відзначити і тваринницькі господарства, в яких також застосовуються ферми, але вже іншого роду.

Загальна класифікація будівельних ферм

Конструкції такого типу досить широко представлені в різних виконаннях. Одним з головних способів їх поділу є ознака призначення. Так, виділяють мостові, баштові та вантажопідйомні крани системи. У місцях, де потрібно забезпечити кроквяну конструкцію, також задіюються конструкції покриттів, що виступають опорними компонентами. Поширеним ознакою для класифікації є і спосіб спирання, від якого залежить технічний пристрій об'єкта. Зокрема, виділяють двухопорние, многоопорние, гвинтові і арочні будівельні ферми. Види комбінованих опор можна назвати універсальними. За умови правильного розрахунку навантажень і механізмів фіксації такі системи підходять для різних систем обпирання, серед яких і жорсткі шарнірні механізми. Щоб уникнути деформуючих процесів і руйнувань при експлуатації, важливо врахувати і здатність конструкції справлятися з навантаженнями. За ознакою вантажопідйомності виділяють легкі та важкі ферми. У першому випадку профільні компоненти здатні витримувати до 300 т на 50-метровий проліт, а у другому – більш 300 т.

Конструкційні особливості ферм

У більшості випадків головною функцією будівельних ферм виступає силова підтримка. Основа конструкції як така має незначну несучу здатність, тому основна увага в цьому плані приділяється армуючим поясів, які і визначають загальну систему комплексу. Виділяють двупоясні і трехпоясние конструкції. Очевидно, що з точки зору несучої здатності вигідніше використовувати додатково укріплені ферми. Види ферм з трьома поясами володіють більш високими показниками міцності, опору вигину і крученню. Ці якості позбавляють інженерів від необхідності формування додаткових зв'язок, оскільки основна система армування забезпечує достатню стійкість стиснутого контуру. У той же час підсилюють пояси можуть мати різне конструкційне виконання, різнитися за розмірами і параметрами ухилу. У промислових і громадських будівлях, наприклад, знайшли застосування рибчатие і вспарушние системи контурів, в яких реалізується система паралельних поясів.

Види дерев'яних ферм

Досить значимим ознакою поділу ферм є і матеріал. Незважаючи на зростаючу популярність полімерних і комбінованих конструкцій, як і раніше основними видами є металеві і дерев'яні пристрої. Останні найчастіше використовуються в односхилих і двосхилих дахах. З їх допомогою формуються кроквяні системи в різних версіях. Приміром, наслонние монтажні ноги передбачають створення опор на стовпи чи стіни будинку в односхилих конструкціях. З іншого боку, для двосхилих систем використовуються різні види кроквяних ферм, серед яких арочні і висячі пристрою. У першому випадку виконується основа з дощатих арок, яка забезпечує підтримку покрівельного покриття за рахунок прогонів. Висячі ноги в процесі монтажу скріплюються затяжками, які не дають окремим елементам розходитися і деформувати каркас будинку.

Металеві ферми

Основною ознакою класифікації таких ферм є тип перерізу профільних елементів. Існують замкнуті і відкриті компоненти. Закриті системи формуються з допомогою елементів прямокутної або круглої форми. Що стосується відкритих систем, до них застосовуються парні і одиночні куточки, швелери, таврові вироби та інша продукція металопрокату у вигляді дрібного профілю. Далі варто відзначити різноманітність підсилюють компонентів, які служать для підтримки поясів. Навіть високоміцні види сталевих ферм в залежності від умов експлуатації можуть мати потребу в додатковому кріпленні опори. Поширені залізобетонні плити, приміром, вимагають відповідної силової підтримки, яку можна забезпечити тільки металевими фермами з накладками товщиною до 14 мм Чим більше крок прольоту ферми, тим вище вимоги до підсилює фурнітурі.

Принципи роботи будівельних ферм

Для розуміння робочого процесу, на якому ґрунтуються системи ферм, слід звернутися до їх традиційного устрою. Конструкція ферми включає трикутники, які можуть встановлюватися на шарніри. Наприклад, складні опори типу стріли баштового автокрана містять трикутники різних розмірів – дрібні і великі. Оскільки будь-стрижень ефективніше проявляє свої експлуатаційні властивості в процесах стиснення-розтягування, а не згину, то основне зусилля додається в місцях, де розташовані вузли з'єднання ферми. Види ферм з шарнірним з'єднанням все ж є рідкістю – в більшості випадків кріплення виконується жорстко і з розрахунком на незмінність позиції. Іншими словами, навіть якщо два стрижня в металевій конструкції вирізати, то вони не будуть обертатися.

Тваринницькі ферми

У тваринницькій галузі ферма є об'єктом сільськогосподарського призначення, на якому, як правило, здійснюється вирощування худоби. Такі об'єкти можуть входити до агротехнічні комплекси радгоспів, колгоспів та інших підприємств, що займаються господарською діяльністю. Сучасні ферми відрізняються наявністю засобів механізації, які дозволяють мінімізувати ручну працю у процесі утримання тварин. У таких комплексах можуть передбачатися агрегати, що забезпечують автоматичну подачу корму, доїння, прибирання і т. д. Набирає популярність і вид рибної ферми, який вимагає вже інших підходів до технічної організації господарства. Наприклад, власник повинен забезпечити можливість регулярного очищення води, повітря, передбачити ті ж системи годування. Створені умови і сформують повноцінний комплекс ферми.

Класифікація ферм для тварин по конструкції

Якщо будівельні ферми орієнтуються на функції виконання силової підтримки конструкцій, то в даному випадку передбачається витяг фінансового прибутку. Цей фактор не може не впливати на підходи до технічної організації таких об'єктів. Великі підприємства вибирають комплексне будівництво ферм з нуля. Такий варіант дозволяє реалізувати господарства, розраховані на великі обсяги виробництв. Але в середовищі малого бізнесу все більше поширення одержують види тваринницьких ферм, що представляють собою компактні міні-комплекси збірного типу. Як правило, вони передбачають у складі технічного забезпечення повний комплект необхідного обладнання, але тільки з розрахунком на меншу кількість голів.

Висновок

При всіх відмінностях в будівельних і тваринницьких фермах, можна виділити точки їх перетину. Так, при організації господарств для розведення овець, свиней чи корів неминуче виникає необхідність спорудження великих приміщень ангарного типу. Якраз у них і можуть використовуватися металеві або дерев'яні ферми. Види ферм для худоби практично в будь-якому виконанні вимагають обслуговування великих площ, які доцільно влаштовувати за допомогою панельних та кроквяних систем. Оптимальним варіантом вважається каркасна конструкція, що включає і елементи будівельних ферм. Такі профілі можуть використовуватися і частково, і в якості повноцінного компонента для технічної підтримки конкретного об'єкта.