Ферма, як і будь-яка інша горизонтальна будівельна конструкція під дією вертикального навантаження буде прогинатися. Тому виготовляти ферми рекомендується з будівельним підйомом, відповідним величині прогину. Тобто якщо за розрахунковою схемою один або обидва пояси ферми є прямолінійними, то при виготовленні ферми вони стануть не прямолінійними, а при впливі розрахункового навантаження - знову прямолінійними.
Для деяких видів ферм будівельний підйом є обов'язковим. Наприклад згідно СНиП II-23-81 "Сталеві конструкції" п.13.7: "При прольотах ферм покриттів понад 36 м слід передбачати будівельний підйом, рівний прогину від постійної і тривалої навантажень. При плоских дахах будівельний підйом слід передбачати незалежно від величини прольоту, приймаючи його рівним прогину від сумарного навантаження плюс 1/200 прольоту. "
Як бачимо, ідея створення будівельного підйому проста і зрозуміла. Питання в тому, як визначити прогин ферми?
Зазвичай для визначення прогину ферм рекомендується використовувати метод Мора, загальний для будь-яких стрижневих систем, проте в даній статті мені хотілося б поговорити про інше методі, що дає в результаті менш точний результат, але за то простішому.
Даний метод заснований на тому припущенні, що будь-яку ферму можна розглядати як балку наскрізного перетину, тобто таку балку у якій верхній пояс працює на стиск, нижній на розтягнення, а підкоси і стійки забезпечують геометричну незмінність системи і в загальній роботі як би не беруть участь (цим ми і добиваємося спрощення розрахунків). Крім того даний метод не варто застосовувати при розрахунку ферм на динамічне навантаження від переміщаються вантажів (наприклад, ферм мостів).
Тоді прогин ферми можна визначати як для балки наскрізного перетину, момент інерції якої дорівнює:
де а - відстань від центра ваги загального перетину ферми до центра ваги перерізу верхнього пояса, сооответственно b - відстань до центра ваги перерізу нижнього пояса. Втім, якщо і верхній і нижній пояс будуть з профілю однакового перетину то формула (498.1) ще більш спроститься:
де h - відстань між центрами тяжіння перетинів верхнього і нижнього поясів.
Наприклад у нас є ферма з паралельними поясами з профільної труби перерізом 40х40х2.5 мм. Площа перетину такої труби становить F п = 3.59 см 2 Власне момент інерції Iz п = 8.21 см 4. Відстань між центрами тяжіння перетинів поясів становить h = 60 см, загальна довжина ферми l = 6 м (600 см).
Ферма має дві шарнірні опори на кінцях, сумарне навантаження q = 400 кг / м (4 кг / см), що діє на верхній пояс, ферми є рівномірно розподіленим. Прогин балок при таких умовах закріплення і навантаження визначається за формулою:
де Е - значення модуля пружності, для стали прийняте рівним 2 · 10 6 кг / см 2.
Iz ф = 2 · 8.21 + 2 · 3.59 · 30 2 = 16.42 + 6462 = 6478.42 см4.
f ф = - 5 · 4 · 600 4 / (384 · 2 · 10 6 · 6478.42) = -0.52 см.
Тобто прогин буде зовсім не більшим і можна обійтися і без будівельного підйому, якщо ця ферма не під плоску покрівлю. Знак "-" в даному випадку означає, що в результаті прогину центр ваги перерізу нижнього пояса зміститься вниз по осі у.
Звичайно ж навантаження буває різної за часом дії: постійної, тривалої, короткочасною і при визначенні прогину можна використовувати не сумарне значення навантаження, а тільки постійну і частина тимчасової (згідно діючих нормативних документів), але це вже тонкощі, які не мають прямого відношення до методу визначення прогину.