1. Тръбните фермови конструкции (известни също като стоманени тръбни фермови конструкции, тръбни ферми или тръбни конструкции) се разделят на равнинни или пространствени фермови системи.
Разликата от общите ферми е в начина, по който свързват възлите. Решетъчната структура приема закрепени топки или кухи сферични възли, докато структурата на тръбната ферма приема пресичащи се възли, директно заварени със стоманени тръби (кръгли стоманени тръби или квадратни стоманени тръби) в възлите.
Конструкцията на тръбната ферма има предимствата на проста форма на възел, прост и елегантен външен вид. Междувременно, поради използването на пресичащо се заваряване, това също е полезно за предотвратяване на ръжда и поддръжка на почистване. Въпреки това пресичащото се заваряване има определени изисквания за процес и оборудване за обработка, така че има и някои ограничения за структурата на тръбната ферма:
1) Посоката на хордата на пресичащите се възли трябва да бъде проектирана така, че да съответства възможно най-много на външния диаметър на стоманената тръба. За елементи с различни вътрешни сили често се използва същият външен диаметър на стоманената тръба и различни дебелини на стените. Дебелината на стената не трябва да се променя твърде много, в противен случай количеството на снаждане между стоманените тръби е твърде голямо. Поради това здравината на материала не може да се използва напълно, което увеличава количеството използвана стомана. Това е една от причините, поради които тръбните фермови конструкции често използват повече стомана, отколкото решетъчните конструкции.
2) Обработката и оформлението на пресичащите се възли са сложни, а жлебовете на пресичащите се линии са променливи, което затруднява ръчното рязане, което изисква високи механични изисквания.
3) Конструкциите на тръбните ферми са всички заварени възли, които изискват контрол на свиването при заваряване и високи изисквания за качество на заваряването. Освен това всички те се заваряват на място, което води до голямо натоварване при заваряване.
С развитието на многоизмерната CNC технология за рязане бяха преодолени някои трудности при обработката на тръбни ферми. Понастоящем някои местни предприятия са инсталирали тази технология, което прави възможно използването на тръбни ферми с пресичащи се точки в практическото инженерство.
Конструкцията на тръбната ферма трябва да има триъгълно напречно сечение във формата на пространствена ферма, която се състои от горен пояс, долен пояс и ребрист елемент (Фигура 2). Елементът на хордата се нарича също главна тръба, а елементът на мрежата се нарича разклонителна тръба. Основната тръба е с дебел и свързан диаметър, който е удобен за пресичане и заваряване на разклонителните тръби. Разположението на фермата, ширината и размерите на височината трябва да бъдат разумно избрани, за да се избегне сблъсък на заваръчните линии между съседни разклонителни тръби, доколкото е възможно. Структурата за съхранение на въглища може да бъде оборудвана с няколко триизмерни тръбни ферми, както е показано на фигура 2 (а), а свързващите пръти и наклонената опора трябва да бъдат поставени между всяка ферма
Моделът, използван при изчисляването и анализа на тръбни фермови конструкции, е свързан главно с твърдостта на възлите. Има три модела за анализ, базирани на огъващия момент в края на пръта и размера на твърдостта на възела:
① Ако приемем, че всички елементи са шарнирни;
② Ако приемем, че всички елементи са твърди и се считат за греди;
③ Ако приемем, че главната тръба е твърдо свързан гредов елемент, разклонителната тръба е шарнирно закрепена към главната тръба, а разклонителната тръба понася само аксиална сила.
2. Възли на стоманени тръбни ферми
За стоманени тръбни фермови конструкции трябва да се използват специални тръбни фермови възли. Възелът на тръбната ферма, споменат тук, не изисква възлови плочи, кухи топки или болтови връзки. Вместо това се отнася за стоманени тръби (кръгли стоманени тръби или квадратни стоманени тръби), директно пресичащи се и заварени в пресичащия се възел. Само две главни тръби на една и съща ос са свързани, а останалите елементи (т.е. разклонителни тръби) се обработват през крайната пресичаща се линия и директно се заваряват към външната повърхност на проходния елемент (т.е. основната тръба); Непроникващите членове може да имат определени празнини (възли от тип празнина) или частично припокриване (възли от тип припокриване) в местоположението на възела.
Формата на пресичащите се възли е свързана с броя на свързаните членове. Когато уеб елементът и елементът на хордата са в една и съща равнина, това е възел с една равнина. Когато уеб елементът и елементът на хордата не са в една и съща равнина, това е многоравнинен възел.
Като пример вземем структурата на фермата, където главните и разклонителните тръби са кръгли тръби, пресичащи се
Някога рязането на пресечните линии се е смятало за труден производствен процес, тъй като броят, ъгълът и размерът на пресичащите се стоманени тръби варират, което води до различни форми на пресечните линии и трудности при обработката на жлебовете, което го прави още по-предизвикателно при пространствени фермови конструкции. Но с развитието на многоизмерната технология за рязане с ЦПУ тези трудности са преодолени. Понастоящем някои местни предприятия са оборудвани с тази технология, така че конструкцията на тръбната ферма има добри перспективи за приложение в конструкции с голям обхват.