Какие бывают типы ферменных конструкций? Особенности и преимущества применения ферменных конструкций
2026-08-22
Ферменная конструкция — это вид конструкции, образованный соединением множества стержневых элементов по определённой закономерности; она обладает такими особенностями, как гибкая компоновка стержней, рациональное использование пространства и широкий диапазон адаптации по пролётам. В Китае ферменные конструкции находят определённое применение в промышленных цехах, складских зданиях, спортивных сооружениях, объектах общественного назначения, строительных навесах и крупных пространственных конструкциях. В зависимости от назначения здания, пролёта, нагрузки и требований к внешнему виду ферменные конструкции могут принимать различные формы.
Ⅰ. Плоские ферменные конструкции
Плоская ферма в основном состоит из верхнего пояса, нижнего пояса и элементов решётки; стержни расположены в одной плоскости и посредством рационального соединения в узлах образуют устойчивую конструкцию.
Такая ферменная конструкция имеет чёткую схему, компоновка стержней относительно удобна; в зависимости от пролёта здания и требований по несущей способности можно регулировать высоту фермы и типоразмеры элементов. Плоские фермы могут применяться для кровли производственных зданий, опор оборудования, строительных навесов, а также некоторых конструкций кабельных эстакад.
Поскольку состав элементов достаточно определён, в процессах изготовления, транспортировки и монтажа на строительной площадке также сравнительно удобно выполнять маркировку и организацию.
Ⅱ.Пространственные ферменные конструкции
Пространственная ферма представляет собой конструктивную систему, образованную расположением стержней в трёхмерном пространстве; по сравнению с плоской фермой она обладает более разнообразными способами пространственного комбинирования.
Пространственные фермы подходят для зданий с относительно большими пролётами и могут за счёт стержней, ориентированных в нескольких направлениях, совместно образовывать пространственную несущую систему. В таких проектах, как спортивные сооружения, выставочные здания, транспортные сооружения, а также крупные общественные пространства, пространственные фермы могут применяться в соответствии с архитектурным проектом.
Такие конструкции способны уменьшить влияние внутренних опорных элементов на используемое пространство, обеспечивая сравнительно просторные пространственные условия для деятельности людей, размещения оборудования и проезда транспорта.
Ⅲ.Треугольные фермы
Треугольные фермы используют свойство треугольной структуры обладать устойчивостью; за счёт сочетания множества треугольных элементов образуется ферменная система.
Компоновка их конструкции довольно гибкая и может корректироваться в зависимости от пролёта здания, формы кровли и характера нагрузок. Треугольные фермы часто применяются для конструкций кровли, навесов, площадок для оборудования и некоторых большепролётных зданий.
За счёт рационального размещения верхнего пояса, нижнего пояса и элементов решётки можно придать конструкции хорошую целостность, а также удобно выполнять компоновку в сочетании с архитектурной формой.
Ⅳ.Трапециевидные фермы
Общий контур трапециевидной фермы приближен к трапеции, верхний и нижний пояса соединяются между собой элементами решётки.
Такая конструкция может проектироваться с учётом уклона кровли и применяется в промышленных цехах, складских зданиях и некоторых общественных зданиях.
Трапециевидная ферма может корректироваться в соответствии с направлением водоотвода с кровли здания, что позволяет конструктивной форме согласовываться с кровлей здания.
В реальных проектах высоту фермы и типоразмеры стержневых элементов можно определять в зависимости от требований по пролёту и нагрузке, тем самым удовлетворяя конструктивные потребности различных зданий.
Ⅴ.Арочные фермы
Арочные фермы имеют дугообразный внешний вид и могут применяться в сочетании с криволинейными архитектурными формами зданий.
Такие конструкции подходят для спортивных сооружений, входов зданий, ландшафтных сооружений, больших навесов от дождя, а также некоторых общественных зданий. За счёт изменения кривизны фермы можно формировать различные архитектурные очертания, благодаря чему конструкция сочетает в себе эксплуатационные функции и художественно-пластический эффект.
При изготовлении арочных ферм необходимо выполнять разметку в соответствии с проектными размерами и контролировать углы стержневых элементов, положение узлов и общую кривую, чтобы обеспечить последующий монтаж.
Ⅵ.Основные преимущества ферменных конструкций
Ферменные конструкции обладают довольно хорошей адаптируемостью по пролётам. За счёт увеличения высоты фермы и рационального размещения стержневых элементов можно формировать относительно большие конструктивные пролёты, поэтому они подходят для зданий, требующих просторного пространства. Для таких мест, как производственные цеха, склады, спортивные сооружения, можно сократить часть промежуточных опорных элементов, что обеспечивает удобство использования внутреннего пространства. Во-вторых, состав стержневых элементов ферменных конструкций довольно гибкий. В зависимости от пролёта здания, условий нагрузки и конструктивной формы можно корректировать типоразмеры стержневых элементов и способ их размещения, благодаря чему проект конструкции может соответствовать требованиям эксплуатации здания. Ферменные конструкции также обладают довольно хорошей характеристикой использования пространства. Стержневые элементы размещаются главным образом в соответствии с требованиями по восприятию усилий; при соблюдении конструктивных требований можно сократить ненужные сплошные элементы, тем самым уменьшив занимаемое ими внутреннее пространство.
В строительном аспекте элементы ферменных конструкций могут изготавливаться, маркироваться и транспортироваться секциями в соответствии с проектной документацией, а затем собираться на строительной площадке согласно плану производства работ. Часть элементов может быть изготовлена заранее на этапе заводского изготовления, что помогает сократить объём работ по обработке на площадке и облегчает организацию строительства.
Ферменные конструкции также отличаются довольно богатым разнообразием форм. Помимо распространённых плоских и треугольных форм, в зависимости от архитектурного облика могут применяться трапециевидные, арочные и пространственные комбинированные формы. Для зданий с особой формой кровли можно за счёт ферменных конструкций добиться согласованности с архитектурным обликом.
Кроме того, ферменные конструкции могут комбинироваться со стальными колоннами, прогонами, системами связей и кровельными материалами и т.п., образуя целостную строительную конструктивную систему. Различные элементы выполняют соответствующие конструктивные функции и могут рационально размещаться в соответствии с функцией здания.
С точки зрения обслуживания стальные фермы могут подвергаться антикоррозионной обработке в зависимости от условий эксплуатации, а их состояние поддерживается посредством регулярных проверок. При повседневном обслуживании следует уделять основное внимание стержневым элементам, узлам, сварным швам, местам соединений и поверхностным защитным покрытиям, своевременно выявлять аномалии и устранять их.
В целом ферменные конструкции Чэнду можно по конструктивной форме разделить на плоские, пространственные, треугольные, трапециевидные и арочные фермы и другие типы. Различные конструкции имеют разные особенности по пролётам, форме, использованию пространства и способам строительства. При практическом применении следует рационально выбирать их с учётом назначения здания, размеров пролёта, условий нагрузки, условий строительства и проектных требований, чтобы ферменные конструкции в полной мере проявляли свою роль в конструктивной поддержке и использовании пространства.
