Ферма — это балочная стержневая система, в которой нормальные усилия воспринимаются верхним и нижним поясом, а поперечная сила воспринимается решеткой. Основными элементами фермы являются панели верхнего и нижнего пояса, раскосы и вертикальные элементы (стойки, подвески).
В фермах рационально распределяется материал за счет концентрации его в поясах и элементах решетки, вследствие чего, по сравнению с балками требуется значительно меньший объем древесины. В то же время, фермам присущи некоторые недостатки, такие как: наличие большого числа стержней различной длины и узлов, что повышает трудоемкость их изготовления. Как у всех блочных конструкций отношение высоты фермы к пролету составляет 1/8 — 1/12.
Верхние пояса ферм работают на сжатие, при узловой нагрузке на верхний пояс, и на сжатие с изгибом, при внеузловой нагрузке и поэтому выполняются из древесины постоянного по длине поперечного сечения. Исходя из условия устойчивости плоской формы деформирования отношение высоты сечения к ширине не должно быть более 3. нижние пояса ферм работают на растяжение и поэтому для них используется металл. Для простоты решения узлов нижний пояс выполняют двухветвенным из уголка или швеллера, разнесенных между собой на ширину верхнего пояса.
Решетка, в основном, выполняется из древесины, сечением равным ширине сечения верхнего пояса. В отдельных случаях, нисходящие опорные раскосы или вертикальные элементы в раскосной решетке, работающие на растяжение, применяется металл. Наиболее эффективна треугольная система решетки, обеспечивающая геометрическую неизменяемость системы в плоскости фермы и дающая наименьшую сумму и количество узлов. Часто к треугольной системе добавляют стойки из древесины, позволяющие уменьшить расстояние между узлами верхнего пояса. Стойки работают на сжатие от местной нагрузки между узлами.
Эффективность ферм, их несущая способность, жесткость и надежность во многом зависит от решения узлов, соединений элементов решетки с поясами, и опорных узлов.
© Арленинов «Конструкции из дерева и пластмасс»
