В строительной инженерии ферма Уоррена или равносторонняя ферма [1] — это тип фермы, использующий конструкцию, снижающую вес, основанную на равносторонних треугольниках . Она названа в честь британского инженера Джеймса Уоррена , который запатентовал ее в 1848 году.
Он был запатентован в 1848 году его разработчиками Джеймсом Уорреном и Уиллоуби Теобальдом Монзани. [ необходима цитата ]
Ферма Уоррена состоит из продольных элементов, соединенных только угловыми поперечными элементами, образуя попеременно перевернутые равносторонние треугольные пространства по всей ее длине. Это дает чистую ферму: каждая отдельная стойка , балка или стяжка подвергается только растягивающим или сжимающим силам, на них нет изгибающих или скручивающих сил.
Нагрузки на диагоналях чередуются между сжатием и растяжением (приближаясь к центру), без вертикальных элементов, в то время как элементы около центра должны выдерживать как растяжение, так и сжатие в ответ на переменные нагрузки. Такая конфигурация сочетает прочность с экономией материалов и поэтому может быть относительно легкой. Поскольку балки имеют одинаковую длину, она идеально подходит для использования в сборных модульных мостах.
Это усовершенствование по сравнению с фермой Невилла, в которой элементы образуют равнобедренные треугольники . [2]
Вариант фермы Уоррена имеет дополнительные вертикальные элементы внутри треугольников. [1] Они используются, когда длина верхних горизонтальных элементов в противном случае стала бы настолько большой, что возникла бы опасность прогиба . [i] Эти вертикали не несут большой доли нагрузки фермы; они в основном служат для стабилизации горизонтальных элементов от разрушения.
.jpg/1280px-Crumlin_viaduct_on_the_Newport,_Abergavenny_&_Hereford_railway_extension_to_Taff_vale_(1132812).jpg)
Ферма Уоррена является заметной структурной особенностью сотен спешно построенных ангаров для самолетов во время Второй мировой войны. В начале войны британское и канадское правительства заключили соглашение, известное как План подготовки летчиков Британского Содружества , который использовал недавно построенные авиабазы в Канаде для обучения летного состава, необходимого для поддержки формирующихся военно-воздушных сил. Сотни аэродромов, перронов, рулежных дорожек и наземных сооружений были построены по всей Канаде. Двумя характерными особенностями были треугольная схема взлетно-посадочной полосы и ангары, построенные из нетронутых бревен Британской Колумбии с крышами в форме фермы Уоррена. [5] [6] Многие из них все еще остаются в эксплуатации.
.jpg/1280px-Handley_Page_HP42_(cropped).jpg)
Конструкция фермы Уоррена также использовалась при проектировании и строительстве планера для значительного числа конструкций самолетов.
Раннее применение было в межплоскостных крыльевых стойках на некоторых бипланах. Итальянская серия быстрых разведывательных бипланов Ansaldo SVA времен Первой мировой войны была одним из самых быстрых самолетов своей эпохи, в то время как Handley Page HP42 был успешным авиалайнером конца 1920-х годов, а истребитель Fiat CR.42 Falco Falco оставался на вооружении до Второй мировой войны.
Ферма Уоррена также иногда используется для каркасов фюзеляжа , например, в Piper J-3 Cub и Hawker Hurricane .
