Ферма — несущий элемент каркаса арочного шатра: система труб, соединённых распорками в единый жёсткий блок. В отличие от алюминиевых коробчатых профилей двускатных шатров, стальные фермы обеспечивают жёсткость при криволинейной (арочной) геометрии и работают на комбинацию сжатия, изгиба и кручения.
Что такое ферма и зачем она нужна
Ферма состоит из поясов (основных труб, расположенных параллельно) и решётки (распорных стержней между поясами). Пояса несут основные осевые нагрузки (сжатие и растяжение), решётка обеспечивает пространственную жёсткость и передаёт поперечные усилия.
Преимущество фермы перед сплошной балкой — экономия материала: внутренние слои сплошного сечения не работают на полную прочность, а в ферме каждый стержень нагружен. При одинаковой несущей способности ферма легче.
Для арочных шатров фермы изготавливаются из стали С245/С255 (ГОСТ 8732-78, ГОСТ 10704-91) с горячим цинкованием по ГОСТ 9.301-86. Болтовые соединения — класс 8.8. Сварка — механизированная дуговая в защитном газе, выполняется на заводе; на площадке — только болтовая сборка.
Трёхпоясные арочные фермы
В производстве арочных шатров используются пространственные фермы с треугольным сечением (трёхпоясные): три основных трубы образуют в поперечном сечении треугольник, соединённый диагональными распорками. Базовая труба стенкой 3,2 мм; для снеговых нагрузок — усиленные фермы с трубой Ø45 мм и габаритом сечения до 390×344 мм.
Треугольное сечение обеспечивает жёсткость на все виды нагрузок: вертикальные (снег, собственный вес), горизонтальные (ветер) и крутящие (несимметричная нагрузка, порывы). Плоская ферма (двухпоясная) работает только в своей плоскости и не сопротивляется кручению — для арочных шатров она непригодна.
Арочная геометрия
Арка — криволинейный элемент, работающий преимущественно на сжатие. Это позволяет использовать трубчатые сечения с относительно тонкой стенкой: при чистом сжатии материал работает равномерно по всему сечению.
На практике чистое сжатие недостижимо: асимметричная нагрузка (снег на одном скате, ветер) вызывает изгибающие моменты. Поэтому арочные фермы проектируются с запасом по изгибной жёсткости — трёхпоясная пространственная конструкция обеспечивает это без чрезмерного увеличения веса.
Фермы vs коробчатый алюминиевый профиль
Стальные фермы — для арочных шатров с криволинейной кровлей. Алюминиевые коробчатые профили (M-Frame, W-Frame, H-Frame из сплава 6005A-T6) — для двускатных и полигональных шатров с прямолинейными рамами.
Алюминий легче (2,70 vs 7,85 г/см³), не корродирует, допускает 200+ циклов сборки. Сталь жёстче, дешевле при больших сечениях, подходит для криволинейной геометрии. Выбор определяется формой конструкции и задачей.
Часто задаваемые вопросы
Почему арочные шатры делают из стали, а не из алюминия?
Арочная форма требует криволинейных элементов с высокой изгибной жёсткостью. Стальные фермы обеспечивают это при меньшей стоимости. Алюминиевые коробчатые профили эффективнее в прямолинейных рамах.
Какие нагрузки выдерживает арочная ферма?
Зависит от сечения и пролёта. Усиленные фермы (Ø45 мм, 390×344 мм) рассчитаны на снеговые нагрузки по СП 20.13330 для III–V снеговых районов.
Нужно ли обслуживать фермы?
Горячее цинкование защищает сталь от коррозии на 20+ лет. Рекомендуется визуальный осмотр болтовых соединений раз в 1–2 месяца.
Ферма — это скелет арочного шатра, от сечения и качества которого зависит несущая способность всей конструкции.
Фермы арочных шатров — проектирование и производство тентшатер.рф.