Общ преглед на фермите: Скелетната опора за големи{0}}разстояния, конструирани със структурна здравина
Фермата, равнинна или пространствена носеща -натоварване конструкция, съставена от елементи, свързани с панти или неподвижни съединения, се е превърнала в основна рамка за конструиране на големи-пространства в гражданското строителство, машиностроенето, сценичното строителство и аерокосмическата промишленост поради ефективното си предаване на силата и използването на материала. По същество той използва геометричната стабилност на триъгълни единици за прехвърляне на товари аксиално по протежение на елементите, постигайки максимален товароносимост-капацитет с минимално собствено-тегло, демонстрирайки уникални предимства при балансиране на обхват, твърдост и икономичност.
От гледна точка на структурния принцип, сърцевината на фермата се крие в механичната мъдрост на „простотата над сложността“. Елементите понасят само аксиално напрежение или компресия, като избягват напреженията на огъване, обичайни за конструкциите на гредите, позволявайки здравината на материала да бъде използвана напълно. Планарните ферми се състоят от триъгълни единици, образувани от горни и долни корди и ребрени елементи (вертикални и диагонални елементи).
Натоварванията се прехвърлят през възли, образувайки координирана сила-носеща система от „горна корда под натиск, долна корда под опън и ребрени елементи, регулиращи силата“. Космическите ферми (като мрежови структури и мрежести черупки) разширяват равнинните единици в три-измерни решетки, разпределяйки товарите чрез преплетени много-посочни елементи. Те могат да покриват по-големи разстояния и сложни извити повърхности и обикновено се срещат в големи обществени сгради като покриви на стадиони и летищни терминали.
Въз основа на материалите и структурните форми, фермите могат да бъдат класифицирани в стоманени ферми, дървени ферми, ферми от алуминиева сплав и ферми от композитни материали. Стоманените ферми се характеризират с висока якост и издръжливост, което ги прави предпочитан избор за мостове с голям-размах (като железопътни фермови мостове) и промишлени предприятия. Дървените ферми, поради техните леки и възобновяеми свойства, често се срещат в традиционни жилища и малки заведения. Фермите от алуминиева сплав са известни със своята устойчивост на корозия и лекота на боравене и се използват широко във временни сцени, изложбени палатки и други разглобяеми приложения. Фермите от композитни материали, използващи нови материали, като -подсилени с влакна смоли, постигат баланс между леко тегло и висока якост и постепенно се разширяват в областта на аерокосмическото-и оборудването от висок клас. Предимствата на фермите са концентрирани в три аспекта: Първо, те предлагат изключителен капацитет на разстояние.
Традиционните конструкции с греди са ограничени от огъващи моменти, като разстоянията обикновено не надвишават 30 метра, докато фермите могат да удължат разстоянията до над 100 метра, като например при мостове с големи-разстояния и стадиони. Второ, те са изключително икономични. Чрез оптимизиране на напречните-сечения на елементите и дизайна на възлите, използването на материали може да бъде намалено с 30%-50%, намалявайки строителните разходи. Трето, те са много адаптивни. Те могат да бъдат проектирани като статично детерминирани или хиперстатично недетерминирани конструкции според условията на площадката, а разположението на елементите може да се коригира, за да отговори на различни изисквания за натоварване и естетика; например извитите ферми могат перфектно да се приспособят към естетическите извивки на архитектурата.
Модерната технология за ферми се развива към интелигентност и зелени практики. Анализът на крайните елементи оптимизира оформлението на елементите, позволявайки „разпределение на-материали при поискване“; интегрирани сензори наблюдават напрежението и деформацията в реално време, подобрявайки възможностите за ранно предупреждение за структурна безопасност; сглобяемите възли и модулните конструкции опростяват-инсталацията на място, съкращават времето за строителство и намаляват строителните отпадъци. Съгласно целта "двоен въглерод", разработването на леки и рециклируеми материали допълнително укрепва устойчивостта на фермите.
Като комбинация от „здравина и красота“, фермите решават проблема-поемане на товара на големи-разстояния с проста геометрична логика. Неговата технологична итерация и разширяване на приложението ще продължат да предоставят ефективни, икономични и креативни структурни решения за модерно инженерно строителство.
