1. Трубчасті кроквяні конструкції (також відомі як сталеві трубчасті ферми, трубчасті ферми або трубчасті конструкції) поділяються на площинні або просторові кроквяні системи.
Відмінність від загальних ферм полягає в способі з'єднання вузлів. Конструкція сітки використовує болтові кулькові або порожнисті кулькові вузли, тоді як конструкція трубної ферми використовує вузли, що перетинаються, безпосередньо зварені сталевими трубами (круглими сталевими трубами або квадратними сталевими трубами) у вузлах.
Конструкція трубної ферми має переваги простої форми вузла, простого та елегантного зовнішнього вигляду. Тим часом, завдяки використанню перехресного зварювання, це також корисно для запобігання іржі та обслуговування очищення. Однак перехресне зварювання має певні вимоги до технологічного та технологічного обладнання, тому існують також деякі обмеження щодо конструкції трубної ферми:
1) Напрямок хорди вузлів, що перетинаються, має бути максимально узгодженим із зовнішнім діаметром сталевої труби. Для елементів з різними внутрішніми зусиллями часто використовують однаковий зовнішній діаметр сталевої труби та різну товщину стінки. Товщина стінки не повинна сильно змінюватися, інакше розмір зрощення між сталевими трубами буде занадто великим. Таким чином, міцність матеріалу не може бути повністю використана, що збільшує кількість використовуваної сталі. Це одна з причин, чому в трубних фермах часто використовується більше сталі, ніж у сіткових конструкціях.
2) Обробка та розташування вузлів, що перетинаються, є складними, а канавки на лініях перетину є змінними, що ускладнює ручне різання, що вимагає високих механічних вимог.
3) Трубні кроквяні конструкції являють собою всі зварні вузли, які потребують контролю зварювальної усадки та високих вимог до якості зварювання. Крім того, усі вони зварюються на місці, що призводить до великого обсягу зварювальних робіт.
З розвитком технології багатовимірного різання з ЧПК деякі труднощі в обробці трубних фермових конструкцій були подолані. В даний час деякі вітчизняні підприємства впровадили дану технологію, що дає можливість використовувати в практичному будівництві кроквяні конструкції точкових труб.
Конструкція трубної ферми повинна мати форму просторової ферми трикутного поперечного перерізу, яка складається з верхнього пояса, нижнього пояса та перетинки (рис. 2). Хордовий елемент також називають головною трубою, а перетинчастий – патрубком. Магістральна труба має товстий і сполучний діаметр, що зручно для перетину і зварювання патрубків. Розташування ферм, розміри ширини та висоти повинні бути розумно підібрані, щоб максимально уникнути зіткнення зварювальних ліній між сусідніми патрубками. Конструкцію для зберігання вугілля можна обладнати декількома тривимірними трубними фермами, як показано на малюнку 2 (а), а з’єднувальні стрижні та похилі опори повинні бути встановлені між кожною фермою
Модель, яка використовується при розрахунку та аналізі трубних кроквяних конструкцій, в основному пов’язана з жорсткістю вузлів. Існує три моделі аналізу, засновані на згинальному моменті на кінці стрижня і розмірі жорсткості вузла:
① Припускаючи, що всі елементи шарнірні;
② Припускаючи, що всі елементи є жорсткими та розглядаються як балкові елементи;
③ Припускаючи, що магістральна труба є жорстко з’єднаним елементом балки, патрубок шарнірно з’єднаний з основною трубою, а патрубок несе лише осьову силу.
2. Вузли фермової конструкції сталевих труб
Для сталевих трубних кроквяних конструкцій необхідно використовувати спеціальні трубні кроквяні вузли. Згаданий тут вузол трубної ферми не потребує вузлових пластин, порожнистих куль або болтових з’єднань. Натомість це стосується сталевих труб (круглих сталевих труб або квадратних сталевих труб), які безпосередньо перетинаються та зварюються у вузлі перетину. Тільки дві основні труби на одній осі з'єднані, а решта елементів (тобто патрубки) обробляються через кінцеву лінію перетину і безпосередньо приварюються до зовнішньої поверхні наскрізного елемента (тобто основної труби); Непроникаючі елементи можуть мати певні проміжки (вузли типу розриву) або часткове перекриття (вузли типу перекриття) у місці розташування вузла.
Форма вузлів, що перетинаються, пов’язана з кількістю зв’язаних елементів. Коли перетинчастий елемент і хордовий елемент знаходяться в одній площині, це один вузол площини. Якщо перетинчастий елемент і хордовий елемент не знаходяться в одній площині, це багатоплощинний вузол.
Візьмемо для прикладу кроквяну конструкцію, де магістральна та відгалужувальна труби є круглими трубами, що перетинаються.
Розрізання лінії перетину колись вважалося складним виробничим процесом, оскільки кількість, кут і розмір сталевих труб, що перетинаються, були різними, що призводило до різних форм ліній перетину та ускладнювало обробку канавок, що робило його ще більш складним у просторових фермах. Але з розвитком технології багатовимірного різання з ЧПК ці труднощі вдалося подолати. В даний час деякі вітчизняні підприємства оснащені цією технологією, тому трубчаста кроквяна конструкція має хороші перспективи застосування в великопролітних конструкціях.