Расчет стропильной фермы: типы, расчет и монтаж стропильных балок и ферм

Содержание

Расчет треугольной деревянной фермы онлайн калькулятор. Деревянные дома и бани на заказ

Деревянные фермы перекрытия представляют собой конструкцию из горизонтальных балок, расположенных на разных уровнях и соединенных вертикальными и наклонными деревянными связями. От обычных деревянных балок их отличает большая прочность и устойчивость к прогибам. Чаще всего, их применяют для перекрытия пролетов большой длины, при невозможности устройства промежуточных опор, а также при реконструкции или усилении существующих перекрытий. В данной статье мы рассмотрим их преимущества и недостатки, конструктивные особенности и возможность изготовления своими руками.

Конструкция и изготовление ферм

Конструктивно деревянные фермы перекрытия представляют собой конструкцию из сухого строганного бруса в виде двух параллельных горизонтальных балок, которые, для обеспечения жесткости, соединены связями в виде вертикальных стоек и наклонных раскосов. В отличие от стропильных ферм, имеющих обычно трехугольную форму наружной поверхности, они имеют прямоугольную. Сечение всех их элементов, шаг установки, размеры и тип соединительных элементов определяется с помощью специальных расчетов. В настоящее время для этого, чаще всего, используются специальные программы-калькуляторы. При этом учитывается, как длина пролета, который необходимо перекрыть, так и совокупная нагрузка, которая будет на них действовать.

Изготовление таких ферм, чаще всего, осуществляется в промышленных условиях, с использованием специального точного оборудования (например, МiTek) и доставляются на строительную площадку в собранном виде. При этом все элементы конструкции соединяются специальными металлическими элементами – оцинкованными зубчатыми пластинами (МЗП).

Преимущества и недостатки

По сравнению с обычными балками использование деревянных ферм перекрытия имеет как положительные стороны, так и недостатки. Преимуществами можно считать следующие их особенности:

-возможность перекрывания большого пролета (до 9 м) без дополнительных опор;
— малый вес, что является существенным при их транспортировке и монтаже (можно обойтись без подъемных механизмов или машин), а также обеспечивает меньшую нагрузку на стены и фундамент дома;

— их легко и просто можно монтировать на стены любого типа;
— высокая несущая способность конструкции позволяет укладывать их с различным шагом (30-90 см), подстраиваясь под разный вид напольного покрытия верхнего этажа или подшивки потолка, практически, без снижения несущих свойств;
-отсутствие прогибов обеспечивает как надежную эксплуатацию напольного покрытия верхнего этажа, так и целостность подшивки потолка нижнего этажа;
-возможность прокладки скрытых коммуникаций;
-надежная звукоизоляция и отсутствие скрипов;
-качественно изготовленные конструкции могут использоваться даже в открытом виде, как один из элементов интерьера комнаты.

К недостаткам можно отнести такие их особенности:

— толщина межэтажного перекрытия получается большей, чем при использовании обычных балок;

-большая сложность и трудоемкость качественного изготовления ферм своими руками и необходимость точного их расчета;
— стоимость готовых ферм промышленного изготовления больше стоимости обычных балок.

Изготовление своими руками

Правильно изготовить деревянные фермы перекрытия своими руками достаточно сложно и трудоемко, но вполне возможно при наличии готового расчета и чертежа всей конструкции. Главная сложность состоит в необходимости грамотного расчета конструкции и тщательности соединения всех ее элементов. Как правило, выполнить такой расчет под силу только специалистам. Поэтому, если есть желание самостоятельно изготовить такие деревянные балки перекрытия (фермы), необходимо обратиться в проектную организацию, специализирующуюся на таких расчетах, к частным специалистам или найти в интернете онлайн-калькулятор для такого расчета. На их основании необходимо составить подробный чертеж и только тогда приступать к работе по изготовлению.

Рис.1 Элементы конструкции фермы перекрытия: 1 — горизонтальные балки; 2 — вертикальные и наклонные связи; 3 — соединительные металлические зубчатые пластины (МЗП).

Соединение элементов таких ферм, желательно, осуществлять, как и в промышленных условиях, с помощью металлических зубчатых оцинкованных пластин (МЗП) и использования прессов или домкратов. Если же есть сомнения в своих способностях, то лучше такие конструкции приобрести уже готовые, изготовленные в промышленных условиях или заказать по размерам пролета, который необходимо перекрыть. Смонтировать на месте и устроить на их основе деревянное перекрытие вполне можно своими руками. Межбалочное заполнение, в этом случае, может быть таким же, как и при использовании обычных деревянных балок. Но при этом, желательно, чтобы в утеплителе находилась бы только нижняя балка фермы, а верхняя и связи имели бы свободный доступ воздуха. Это позволит увеличить срок службы всей конструкции.

Нельзя усомниться в том, что надежность крыши является одной из важных ее характеристик. В основе данной конструкции лежат стропильные несущие фермы. Их монтаж можно назвать ответственной и трудоемкой работой, которая предусматривает проведение точных должна претерпевать вес укрывных материалов, утеплителя, обрешётки и атмосферных осадков в виде льда и снега. Учитывая все эти факторы, стропилам следует придать максимальную прочность. Изготовить их можно и самостоятельно, однако для этого важно учитывать регион, в котором выстроен дом, а также все его особенности, включая ветровые и снеговые нагрузки. Сюда следует отнести и сейсмичность области застройки.

Конструкция

Деревянные фермы собираются из висячих и наклонных стропил, мауэрлата, коньковых прогонов, подкосов, диагональных связей и раскосов. Соединенные детали образуют стропильную ферму, которая имеет вид треугольника или нескольких треугольников, соединенных между собой. Несущая часть конструкции крыши — это система стропил, которая еще называется стропильными ногами. Угол, под которыми они устанавливаются, соответствует

Деревянные фермы своими руками изготавливаются по технологии, которая предусматривает установку стропил на мауэрлат, расположенный на стене. Это требуется для равномерного распределения веса. В верхней части соединяются концы стропил и прогон, последний из которых называется подконьковым брусом. В этой части располагается конек кровли. Расстояние между стропилами должно определяться характеристиками материала кровли, сечением стропил, а также другими факторами. Данный параметр может изменяться от 0,8 до 2 м.

Что еще необходимо знать о конструкции стропильных ферм

Деревянные фермы, как было упомянуто выше, состоят из стропильных ног. Они должны располагаться параллельно по отношению к скатам, в качестве их задачи выступает исключение прогиба Если речь идет о прогоне, то он выполняется в виде поперечного бруса, который располагается продольно сверху. Для поддержки прогонов стропильной конструкции выступают стойки и лежни. Составляющие подстропильной фермы — это подкосы, именно благодаря им обеспечивается устойчивость стропил.

Проведение расчетов

Расчет деревянной фермы, конечно же, лучше всего доверить профессионалам, в процессе этих работ должны учитываться нагрузки, которые называются постоянными, а также временными и особыми. В качестве первых выступает вес составляющих кровельного пирога. Тогда как временные нагрузки — это погодные осадки и вес людей, которые могут подниматься на крышу для проведения ремонтных работ. Сюда следует отнести еще и ветровой фактор.

Особыми нагрузками называются те, которым подвергается здание в зонах с повышенной сейсмической опасностью. Самым важным является расчет снеговой нагрузки, который выполняется по формуле: S=Sg х μ, в ней Sg — это масса снеговой нагрузки на квадратный метр. Данный параметр является условным, а значение определяется по таблице в зависимости от региона. Что касается значения μ, то оно представляет собой коэффициент, зависящий от угла наклона крыши. Для того чтобы определить следует знать, в какой зоне располагается дом, это может быть открытое пространство или городская застройка.

Конструкция деревянной фермы просчитывается, еще и исходя из нормативной величины ветровой нагрузки в определенном регионе. Необходимо учитывать и высоту здания. А вот для того, чтобы определить расстояние между стропилами, следует знать их сечение и длину. Если сечение бруса составляет 8×10 см, а длина стропил не превышает 3 м, то расстояние между подобными элементами должно составить 120 см. При увеличении сечения бруса до 8×18 см и длины стропил до 4 м расстояние будет равно 140 см. В качестве максимального значения выступает сечение, которое равно 10×20 см, при этом длина стропил не должна быть больше 6 м, расстояние между ними будет равно 140 см.

Что касается остальных элементов то они должны обладать следующими сечениями: мауэрлат — 15×15 или 10×15, диагональные стропильные ноги — 10×20, затяжки — 5×15, подкосы — 10×10, а также прогоны с последним из упомянутых сечений.

Важно знать сечение ригелей и подшивочных досок, в первом случае это значение будет равно 10×15, тогда как во втором — 2,5×10 см. Если вами будут устанавливаться стропильные фермы деревянные, то вы с легкостью сможете рассчитать необходимое количество элементов, зная сечение стропил и длину. Важно при этом знать еще и шаг монтажа.

Изготовление стропильных ферм

На первом этапе мастеру необходимо создать шаблон, на основе которого будет выполняться дальнейшая работа. Стропила обладают однотипной конструкцией, поэтому шаблон позволяет сэкономить время и силы. Две доски по одному краю должны быть соединены гвоздем, в результате получится конструкция, которая внешне напоминает ножницы. Когда выполняются деревянные фермы своими руками, свободные края полученных ножниц нужно установить на опоры в точках размещения стропил. Это позволит определить, какой уклон будет иметь кровельный скат.

Дополнительная пара гвоздей позволит закрепить угол, который находится между досками. На этом этапе можно считать, что шаблон готов. Дополнительно закрепить его можно с помощью поперечной перекладины. Для того чтобы угол не менялся под воздействием нагрузок, перекладину можно зафиксировать саморезами.

Методика проведения работ

Если вы решили изготовить деревянные фермы, то следует быть внимательным при создании шаблона, даже если он будет иметь минимальные отклонения, вся конструкция покосится. На следующем этапе нужно выполнить новый шаблон для подготовки нарезов на элементах системы. При этом следует запастись 0,5-см фанерой, для фиксации следует использовать доску, толщина которой равна 2,5 см.

Заключение

Нарезы следует подобрать, учитывая сечение стропил. Когда изготавливаются стропильные фермы деревянные, с помощью готовых шаблонов можно сделать нарезы и начать собирать ферму.

Данное техническое руководство описывает выбор сечения элементов простых треугольных ферм, а также их последующую сборку по месту строительства.
Такие деревянные фермы наиболее актуальны при возведении гаражей, приусадебных построек и дач.
Данное техническое руководство описывает принципы соединения деталей, приводит иллюстрации основных конструкционных узлов и рекомендации по выбору сечений элементов деревянных ферм.
Более сложные типы деревянных ферм должны рассчитываться и собираться на заводе изготовителя, более подробно об этом написано в техническом руководстве №525.831
Данная запись является лишь анонсом к техническому руководству №525.835 разработанному норвежским научно-исследовательским институтом SINTEF Byggforsk. Полный текст в настоящий момент не переведён.

Рис. 11 a и b. Монтаж самодельных деревянных ферм. Стыки нижнего пояса должны в середине пролёта опираться на несущие стены.
1. Верхний и нижний пояса ферм находятся в одной плоскости.
2. Стальные перфорированные пластины располагаются с двух сторон.
3. Нижний пояс фермы присоединяется к верхнему внакладку.

4. Деревянные накладки допускается прибивать только с одной стороны.
5. Болтовое соединение с использованием стопорных шайб с наружными зубьями, зажимаемых между соединяемыми деталями, а также с использованием подкладных шайб.

Рис. 12. Пролёт, угол кровли, расположение несущей стены.
1. Нижний пояс самодельных деревянных ферм, рассчитанных на пролёт >4,2м, должен посередине опираться на несущую стену.

Рис. 22. Пример стальной перфорированной пластины с расположением отверстий гарантирующих оптимальное расстояние между гвоздями.

Таблица 31. Выбор сечения элементов деревянных ферм, необходимое кол-во гвоздей для соединений на стальных перфорированных пластинах. Выбор диаметра стопорных шайб для болтовых соединений.

Рис. 34. Основные параметры самодельных деревянных ферм.
1. Верхний пояс самодельной деревянной треугольной фермы.
2. Нижний пояс.
3. Пролёт.
4. Свес.
5. Угол кровли.
6. Обвязка несущей стены должна доходить вплоть до внешнего края стыка верхнего и нижнего поясов фермы.
7. Свес кровли не должен превышать 500 мм.

Рис. 41. Соединение верхнего и нижнего поясов ферм при помощи стальных перфорированных пластин и гвоздей.
1. Для самодельных деревянных ферм в данном случае с двух сторон применяют пластины:
100х240х1,5мм, если пролёт 100х300х1,5мм, если пролёт >4,2м
При этом расчётная снеговая нагрузка должна быть
3. Минимальное расстояние от торца деревянного элемента должно быть >60мм.
4. Минимальное расстояние от кромки деревянного элемента должно быть >28мм.
5. В данном случае нужно использовать рифлёные гвозди 4,0х40 мм равномерно распределяя их по пластине, соблюдая минимальные отступы. См. п. 3 и 4. Кол-во гвоздей на соединение выбирается по таблице 31.

Таблица 42. Минимальные расстояния от торца и кромок деревянных элементов ферм до болтов со стопорными шайбами.

Рис. 42. Соединение верхнего и нижнего поясов ферм при помощи болта и двух односторонних стопорных шайб с наружными зубьями, зажимаемых между соединяемыми деталями, а также с использованием подкладных шайб.
1. Стопорные шайбы с наружными зубьями — 2 шт. Диаметр стопорных шайб выбирается по таблице 31.
2. Болт, 20 мм. Минимальные расстояния от торца и кромок деревянных элементов см. в таблице 42.
3. Подкладная шайба, 60х60х5 мм.

Рис. 51. Соединение верхних поясов ферм в коньке при помощи стальных перфорированных пластин и гвоздей.
1. С двух сторон применяют стальные перфорированные пластины 80х140х1,5 мм.
2. С каждой стороны по внешнему краю пластины забивают по 2 рифлёных гвоздя 4,0х40 мм.
3. Область пластины, которую разрешается использовать для забивания гвоздей.
4. Минимальное расстояние от торца деревянного элемента должно быть >40мм.
5. Минимальное расстояние от кромки деревянного элемента должно быть >28мм.

Рис. 52. Соединение верхних поясов ферм в коньке при помощи накладок из досок или фанеры.
1. Накладка 148х300 мм из доски толщиной >30 мм или из фанеры толщиной >15 мм.
2. Область пластины, которую разрешается использовать для забивания гвоздей.
3. Гвозди 3,5х90 мм, 8 шт. с каждой стороны.

Рис. 61. Стык нижнего пояса самодельной деревянной фермы всегда должен располагаться над опорой. Если нет опоры, то разрывы в нижнем поясе недопустимы, а макс. длина нижнего пояса должна быть

Рис. 62. Соединение элементов нижнего пояса фермы при помощи стальных перфорированных пластин и гвоздей.
1. Стальные перфорированные пластины 100х300х1,5 мм монтируются с каждой стороны и центрируются относительно стыка.
2. Область пластины, которую разрешается использовать для забивания гвоздей.
3. Рифлёные гвозди 4,0х40 мм должны размещаться как можно более равномерно по внешним отверстиям пластины.

Рис. 63. Соединение элементов нижнего пояса ферм при помощи болтов и односторонних стопорных шайб с наружными зубьями, зажимаемых между соединяемыми деталями, а также с использованием подкладных шайб.
1. Стык элементов нижнего пояса фермы.
2. Минимальные расстояния приведены в таблице 42.
3. Толщина накладки и толщина элементов нижнего пояса фермы должны быть одинаковыми.
4. Стопорные шайбы с наружными зубьями — 2 шт. на соединение. Диаметр стопорных шайб выбирается по таблице 31.
5. Болт, 20 мм.
6. Подкладная шайба, 60х60х5 мм.

Рис. 72а. Диагональные ветровые связи 23х98 крепятся к каждой ферме.
1. Диагональная ветровая связь.

Рис. 72b. Диагональные ветровые связи крепятся к нижней кромке верхних поясов ферм 3-мя гвоздями 2,8х75 или 3,4х95.
1. Крепление диагональной ветровой связи к верхнему поясу фермы.

Рис. 73. Анкеровка деревянных ферм стальными перфорированными лентами.

Рис. 74. Если на пути установки ферм попадаются дымовые трубы или другие препятствия, то ферму смещают в сторону. С другой стороны от препятствия устанавливают дополнительную ферму.
1. Ферма, которую следует сместить в сторону.
2. Дополнительная ферма.
Над данным техническим руководством работали:
Уле Мортен Бротен, Брит Руалд и др. специалисты СИНТЕФ.
Составил аннотацию и перевёл иллюстрации конструктор

Надежность крыши очень важна для дома: это прописная истина. В основе крыши лежат несущие конструкции – стропильные фермы. Их монтаж – работа трудоемкая и ответственная, требующая точного расчета. Следует иметь в виду, что стропильная система должна выдерживать вес не только кровельных материалов, но также утеплителя, обрешетки и атмосферных осадков в виде снега и льда. Учитывая это, в конструкцию стропил закладывается максимально возможная прочность.

Стропильная конструкция собирается из следующих элементов: висячих стропил и наслонных, мауэрлата (продольного бруса), коньковых прогонов, боковых, подкосов, раскосов, диагональных связей. Соединенные друг с другом детали образуют стропильную ферму, представляющую собой треугольник, часто собранный из нескольких треугольников.

Стропильная ферма представляет собой треугольник: это самая жесткая фигура

Несущую часть крыши образует система стропил (так называемые стропильные ноги). Угол, под которым они устанавливаются, соответствует углу наклона кровли. Стропильные ноги опираются на мауэрлат, который уложен на стену: это необходимо для равномерного распределения нагрузки. В вершине соединяются другие концы стропил и подконьковый брус (прогон). Именно здесь будет находиться конек кровли. Интервал между стропилами выбирается в зависимости от материала кровли, от сечения стропил и прочего, обычно это расстояние – от 0,8 до 2 м.

Стропила висячие или наслонные: какие лучше

Висячие опираются лишь на наружные стены здания и лишены промежуточных опор. Стропильные ноги этой конструкции испытывают нагрузку на изгиб и сжатие. Стенам передается распирающее усилие, а чтобы его уменьшить, стропильные ноги соединяют деревянной или металлической затяжкой. Располагаться затяжка может у основания стропил и на некотором от него расстоянии. В первом случае она будет являться балкой перекрытия, что часто применяется для сооружения мансардных крыш. Увеличение высоты установки затяжки требует применения более прочного и толстого материала, а также усиления его крепления к стропилам.

Стропильная система состоит из нескольких деталей, надежно соединенных вместе

Наслонные стропила применяются реже: они используются для домов, имеющих в своей конструкции среднюю несущую стену или промежуточные опоры в виде колонн. Крайние их концы опираются на мауэрлат, закрепленный на наружных стенах, а средние – на внутри расположенную опору. Такие стропила испытывают нагрузки только на изгиб. Есть еще одно преимущество такой конструкции: она получается более легкой и дешевой, так как для ее сооружения требуется меньше материалов.

Архитектура дома часто допускает сочетание разных стропильных ферм: в части здания с промежуточными опорами применяются наслонные, а там, где таких опор нет – висячие стропила.

Материалы для изготовления стропил

Стропильные фермы по материалу, примененному для их изготовления, делятся на:

деревянные;
металлические сварные или собранные с помощью болтовых соединений;
монолитные железобетонные.

При выборе материала для изготовления стропил учитывают и назначение постройки, и нагрузки, которые будет должна выдерживать кровля. Кроме вышеуказанных нагрузок, это также может быть следующее оборудование: солнечные батареи, водяные баки, вентиляционные камеры.

Деревянная ферма для крыши – самый распространенный вариант. В домах, построенных из брусьев или бревен, мауэрлатом может являться верхний венец. Если стены дома возведены из кирпича, пенобетонных блоков – деревянные стропильные фермы опирают на брус, установленный с внутренней поверхностью стены заподлицо. Снаружи его ограждают дополнительными рядами кирпичной кладки. Под брус подкладывают гидроизоляционный материал, которым может служить вдвое сложенный рубероид.

Деревянные стропильные фермы могут изготавливаться из кругляка, брусьев или досок

Стропильные системы из дерева просты в изготовлении и монтаже, они легко поддаются подгонке на месте установки: при необходимости их несложно укоротить, нарастить или подтесать. Изготовить их можно на строительной площадке или на деревообрабатывающем предприятии. В последнем случае для производства используют МЗП – металлические зубчатые пластины. Для защиты древесины стропила обрабатывают антисептическими препаратами и антипиренами, что значительно продлевает срок службы всей конструкции кровли.

Другой способ изготовления предполагает соединение деталей методом «шип-паз», а также с помощью скоб, гвоздей, хомутов и болтов. По мере высыхания древесины такие крепления ослабевают, поэтому необходимо периодически осуществлять проверку состояния стропильной системы и ее укрепление.

Третий способ – соединение деревянных элементов с помощью саморезов и стальных фасонных деталей. С помощью угловых соединительных элементов можно в короткие сроки и без особых усилий изготовить любую конструкцию.

Монолитные стропильные системы из железобетона используются при сооружении крупных объектов

Железобетонные стропильные балки вообще не подлежат обработке. Кроме того, монтаж кровли на таких материалах выполнить гораздо сложнее, чем на деревянных стропилах. В связи с этим, железобетонные стропильные фермы и стальные стропильные фермы используют при возведении крупных строительных сооружений: больших кирпичных или монолитных железобетонных домов. Положительным свойством такой кровли является ее высокая прочность и долговечность.

Металлические стропильные фермы, в отличие от изготовленных из дерева, достаточно сложно «подогнать» по месту: необходимо применение металлорежущего инструмента, сварки.

Стропильные системы из оцинкованного профиля собираются в заводских условиях

Для изготовления стальных конструкций существует два способа. Первый – заводской: специализированные фирмы изготавливают их из оцинкованного тонкостенного проката, имеющего С и Z-образное сечение. По сравнению с черным прокатом такие профили гораздо более легкие, что дает возможность выполнить монтаж с помощью маломощной грузоподъемной техники, а порой даже ручным способом. Детали таких стропильных ферм соединяются при помощи саморезов, так как сварка может привести к порче защитного слоя из цинка. Сборку можно осуществлять в заводских условиях, после чего необходимо доставить конструкцию на участок и установить с помощью грузоподъемной техники или специальных механизмов.

При помощи сварки можно изготавливать конструкции из обычного черного проката. Для защиты от коррозии его необходимо обработать ортофосфорной кислотой и покрыть атмосферостойкой эмалью. Для изготовления металлических стропильных систем применяются двутавровые балки, уголки и швеллеры.

Комбинированные системы

В некоторых случаях для повышения жесткости и стабилизации геометрических параметров стропильных конструкций из дерева на определенных участках используют элементы из металла. Это важно, например, для изготовления опор под коньковые прогоны, испытывающие наибольшие нагрузки. Пролеты между деталями из металла также часто заменяют на деревянные детали. Такие комбинации позволяют получить конструкцию, прочность которой гораздо выше деревянной, кроме того, это дает возможность использовать деревянные стропила для создания безраспорно-наслонной системы.

Однако, в данном случае необходимо либо хорошо изолировать металл от дерева, либо периодически обрабатывать деревянные детали противогнилостными средствами. На поверхности металлических деталей при отрицательной температуре воздуха появляется конденсат, который является причиной порчи древесины.

При использовании комбинированных систем необходимо изолировать древесину от металла при помощи рубероида

Качественное изготовление стропил имеет очень большое значение для безопасности дома и его надежной защиты от непогоды. Эта работа требует теоретической подготовки и серьезных практических навыков. Кроме того, это тяжелая, ответственная и опасная работа, связанная с подъемом и монтажом тяжелых грузов на высоте. Правильным решением будет привлечение для установки стропильных ферм специалистов, обладающих достаточным опытом.

Треугольные деревянные фермы простой конструкции можно увидеть на изображениях старорусских жилищ. Эта несущая конструкция отвечает за скат крыши и его поддержание. Шли годы, с появлением более точных измерительных приборов и способов обработки дерева конструкция фермы начала преображаться. Уже в 18 веке при строительстве зодчие использовали специальные расчеты, которые позволяли не только создать ровную и пропорциональную ферму, но и правильно распределить нагрузку. Современные строительные материалы и станки позволяют с точностью до миллиметра изготовить детали будущей треугольной фермы. При самостоятельном строительстве необходимо правильно рассчитать все основные углы и детали. Для таких подсчетов предназначен специальный строительный калькулятор, который после проведенных автоматических расчетов выдаст вам не только общий чертеж фермы в масштабе, но и чертежи всех необходимых деревянных стоек с размерами и количеством в штуках.

Чтобы воспользоваться калькулятором, нажмите на картинку ниже:

Как правильно использовать калькулятор

Чтобы правильно использовать калькулятор, необходимо заранее просчитать длину и высоту будущей фермы. Угол скоса крыши играет немаловажную роль при строительстве фермы. Стоит отметить, что некоторые пользователи измеряют высоту навскидку, и тем самым совершают ошибку.

Для точного расчета калькулятор имеет несколько полей:

1. Масштаб чертежа

Масштаб важен для вывода конечного чертежа. Именно это поле отвечает за то, в каком масштабе готовый чертеж предстанет перед пользователем.

2. Длина и высота фермы

Как и большинство программ для проектирования, калькулятор использует в одной плоскости только две координаты. В данном случае, нам необходимо указать координаты Х и Y. Стоит отметить, что за начало координат берется точка 0, следовательно, необходимо указать максимальную высоту и полную длину будущего сооружения.

3. Ширина и толщина бруса

В этой строчке указывается тип материала, из которого будет выполнена ферма. Указывается ширина и толщина бруса в мм.

4. Количество стоек

В этом пункте требуется указать количество опор, которые будут равномерно расположены по всей длине фермы. Основной функцией подпорок является рассредоточение нагрузки, которая возникает под действием различных сил на крышу. Как правило, для многоэтажных строений и строений, которые заведомо будут постоянно подвергаться нагрузке, эту цифру рассчитывают профессионалы, однако даже для четырехэтажного этажного дома лучшим расположением опоры будет одна опора через каждый метр.

Пример расчета стропильной фермы — Подбор сечений элементов ферм — Фермы

Пример. Расчет стропильной фермы. Требуется рассчитать и подобрать сечения элементов стропильной фермы промышленного здания. На ферме посередине пролета расположен фонарь высотой 4 м.

Пролет фермы L = 24 м; расстояние между фермами b = 6 м; панель фермы d = 3 м. Кровля теплая по крупнопанельным железобетонным плитам размером 6 X 1,6 м. Снеговой район III. Материал фермы сталь марки Ст. 3. Коэффициент условий работы для сжатых элементов фермы m = 0,95, для растянутых m = 1.

1) Расчетные нагрузки. Определение расчетных нагрузок приведено в таблице.

Таблица Определение расчетных нагрузок.

Таблица Расчет узловых нагрузок.

Собственный вес стальных конструкций ориентировочно принят в соответствии с таблицей Ориентировочные веса стального каркаса промышленных зданий в кг на 1м² здания: фермы — 25 кг/м², фонарь — 10 кг/м², связи — 2 кг/м².

Снеговая нагрузка для III района 100 кг/м²; нагрузка от снега вне фонаря вследствие возможных заносов принята с коэффициентом с = 1,4 (смотрите Требования, предъявляемые к стальным конструкциям).

Суммарная расчетная равномерно распределенная нагрузка:

на фонаре q₁ = 350 + 140 = 490 кг/м²;

на ферме q₂ = 350 + 200 = 550 кг/м².

2) Узловые нагрузки. Вычисление узловых нагрузок приведено в таблице.

Узловые нагрузки Р₁, Р₂, Р₃ и Р₄ получены как произведение из равномерно распределенной нагрузки на соответствующие грузовые площади. К нагрузке Р₃ добавлена нагрузка G₁ складывающаяся из веса бортовой плитки 135 кг/м и веса остекленных поверхностей фонаря высотой 3 м, принимаемого равным 35 кг/м².

Местная нагрузка Р_м, показанная пунктиром на фигуре, возникает вследствие опирания железобетонных плит шириной 1,5 м в середине панели и вызывает изгиб верхнего пояса. Ее величина уже учтена при вычислении узловых нагрузок Р₁ — Р₄.

К примеру расчета стропильной фермы

3) Определение усилий. Определение усилий в элементах фермы производим графическим путем, строя диаграмму Кремоны-Максвелла. Найденные величины расчетных усилий записываем в таблице. Верхний пояс подвергается, кроме сжатия, также и местному изгибу.

Таблица Даннные для расчета.

Примечание. Расчетные напряжения в сжатых элементах фермы определены с учетом коэффициента условий работы (m — 0,95) с целью сопоставления во всех случаях с расчетным сопротивлением.

Момент от местной нагрузки равен (смотрите Определение усилий в элементах ферм):

в первой панели

во второй панели

4) Подбор сечений. Подбор сечений начинаем с самого нагруженного элемента верхнего пояса, имеющего N = — 68,4 т и М2 = 3,3 тм. Намечаем сечение из двух равнобоких уголков 150 X 14, для которого по таблицам сортамента находим геометрические характеристики: F = 2 * 40,4 = 80,8 см², момент сопротивления для наиболее сжатого (верхнего) волокна сечения W_см 1 = 203 X 2 = 406 см³; ρ = W/F = 406/80,8 = 5,05см, r_х = 4,6 см; r_у = 6,6см.

Гибкость: λ_х = lx/rx = 300/4,6 = 65; λ_y = 150/6,6 = 23. По табл. 1 приложения II находим: φ_х = 0,83; φ_у = 0,96. Эксцентриситет е = 330mсм/68,4m = 4,84см. Расчетный эксцентриситет (смотрите формулу (18.II))

Здесь коэффициент η = 1,3 взят по табл. 4 приложения II. Так как е1 < 4, то проверку сечения производим по формуле (17. II), определив предварительно φ_вн по табл. 2 приложения II в зависимости от e₁ = 1,4 и = 65 (интерполяцией между четырьмя ближайшими значениями е₁ и λ): φ_вн = 0,45.

Проверка напряжения

Проверку напряжения в плоскости, перпендикулярной плоскости действия момента, производим но формуле (28.VIII), для чего предварительно определяем коэффициент с по формуле (29.VIII)

Напряжение

Производим для подобранного сечения проверку элемента верхнего пояса В₄. Усилие в элементе N = — 72,5 т, изгибающий момент отсутствует. Сечение из двух уголков 150 X 14. Гибкость

Коэффициенты: φ_х = 0,83; φ_у= 0,68.

Напряжение

Сохраняем принятое сечение пояса по конструктивным соображениям. Первая панель верхнего пояса подвергается только местному изгибу, вследствие чего сечение ее не должно определять выбора профилей уголков пояса, предназначенных в основном для работы на сжатие.

Поэтому, оставляя в первой панели те же два уголка 150 X 14, усилием их вертикальным листом 200 X 12, расположенным между уголками, и проверяем полученное сечение на изгиб.

Определяем положение центра тяжести сечения:

где z₀ и z_л — расстояния до центров тяжести уголков и листа от верхней, кромки уголков;

Момент инерции

Момент сопротивления

Наибольшее растягивающее напряжение

Расчетные данные подобранного сечения верхнего пояса вписываем в таблице выше.

Далее подбираем сечение нижнего пояса из уголков 130 X 90 X 8 и определяем расчетное напряжение

После этого устанавливаем минимальные уголки для средних наименее нагруженных раскосов; для сжатого элемента Д₃ эти уголки определяются требованиями предельной гибкости (для раскосов λ_пр = 150, смотрите таблицу Предельная гибкость λ сжатых и растянутых элементов).

Для этого находим необходимые минимальные радиусы инерции (учитывая, что l_x = 0,8l):

Равнобокие уголки, наиболее соответствующие полученным радиусам инерции, определяем по табл. 1 приложения III. Можно также использовать, данные табл. 32 для равнобоких уголков:

Этим данным наиболее близко отвечают уголки 75 X 6, имеющие r_x = 2,31 см и r_y — 3,52 см.

Соответственные значения гибкости будут равны:

Эти уголки и приняты для средних раскосов фермы и занесены в таблице выше. Хотя раскос Д₄ растянут, но, как указывалось выше, в результате возможной несимметричной нагрузки средние раскосы могут испытывать незначительное сжатие, т. е. изменить знак усилия. Поэтому они всегда проверяются на предельную гибкость.

Первый раскос имеет большое усилие, но меньше, чем нижний пояс; однако вследствие того, что он сжат, профиль нижнего пояса из уголков 130 X 90 X 8 для него недостаточен. Приходится вводить еще один, четвертый, профиль — уголок 150 X 100 X 10.

Наконец, для растянутого раскоса Д₂ получаются уголки 65 X 6. Эти же уголки используем для стоек (чтобы не вводить нового профиля). Проверка напряжений, приведенная в таблице выше, показывает, что отсутствуют как перенапряжения в элементах ферм, так и превышения предельных гибкостей.

«Проектирование стальных конструкций»,
К.К.Муханов

Расчёт стропильной системы по эскизу.

Упрощённый метод расчета стропильной системы. Несложный математически расчёт включает минимум формул, на основании которого можно достаточно быстро и правильно принять решение относительно сечения стропил и ширины пролёта.

● Стандартная методика расчёта стропильной конструкции в соответствии со СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия» содержит довольно много сложных подсчётов и справочных величин.

● Методика расчёта стропильной системы двускатной крыши с вальмой, полувальмовой или фронтоном без дополнительных конструктивных элементов — козырьков, башен, скворечников и т. д. с углом ската не меньше 45º.

● Традиционная методика расчёта исходит из следующего принципа: под расчётную нагрузку подбирается конструкция кровли и сечение балок. Но в настоящее время это не полностью соответствует современным требованиям и поэтому исходными данными лучше считать следующие показатели:

• Требования к конструкции крыши — в первую очередь наличие мансардного этажа (жилого или технического использования), расположение мансардных окон.

• Существующие размеры дома или границы постройки. 70% частных домов находятся в относительно плотной застройке — это тоже стоит учитывать при проектировании кровли.

• Ограниченная площадь участка и возможные требования соседей в отношении солнечного света могут внести свои коррективы.

• Унификация. Стропильная система относится к многоэлементным конструкциям. Представляется рациональным привести к одному стандарту максимальное количество элементов.

● Выполнить требования к конструктивным особенностям крыши является наиболее сложным требованием. После того, как стало известно, какие функции должна выполнять стропильная систем — прямые или комбинированные — можно приступать к стадии проектирования.

● Создание эскиза. Данный этап является одним из решающих — так в нём мы узнаем примерные размеры элементов. Главный из них — стропильная ферма — станет основой дальнейших расчётов. В основу самого чертежа лягут два исходных параметра:

1. Пролёт между несущими стенами. Важно, чтобы опорные точки стропильной системы, которые передают вертикальные нагрузки, располагались по осям несущих стен или опор. Расстояние от проекции конька до стены называется полупролёт.

2. Высота конька от перекрытия. Этот параметр складывается из функциональных особенностей конструкции — высота потолка мансарды, доступного чердака или «глухого» чердачного пространства.

● Известно, что 75% простых стропильных систем составляют кровли с прямым и «ломаным» скатом. Это существенно влияет на расчёты, поэтому мы сразу разделим эти виды. Так как в основе любой стандартной кровли лежит треугольная конструкция, мы постараемся ограничиться одной формулой — теоремой Пифагора:

с² = a² + b²

● На этом этапе можно довольно точно подсчитать площадь скатов и расход кровельного материала вместе с обрешёткой. Для этого достаточно воспользоваться расчётом стропильной системы двускатной крыши онлайн, который предоставляют многие сайты.

● Прямой равносторонний скат. Переносим на эскиз размеры перекрытия или расположение несущих стен (конструкция не всегда подразумевает наличие деревянного перекрытия) в масштабе. Затем отмечаем точку конька и проводим прямые к стенам с учётом принятого вылета крыши. Эти прямые уже можно замерять и умножать на масштаб — получим длину стропильной ноги.

● В соответствии с выбранной структурой организации внутреннего пространства (объединённое или разделённое) располагаем подстропильную затяжку (ригель) и определяем её длину. Располагаем на чертеже упоры, откосы и вертикальные стойки. Пролёты не должны быть больше 2 м, а стропилы должны обязательно иметь промежуточный подкос. При этом достаточно придерживаться примерных рамок допусков.

● Применяя формулу отношения сторон прямоугольного треугольника, можно рассчитать любой из размеров стропильной фермы. Остальные размеры можно снять с чертежа через масштаб. Главная задача — получить размеры каждого из элементов.

● Ломаный скат. Такой вид кровли всегда принимается в связи с устройством мансарды или надстройкой жилого этажа. Он имеет одну характерную особенность — ряд вертикальных стоек в месте пересечения скатов и подстропильный ригель, который может располагаться как на уровне верха этих стоек, так и под коньком. Ряды стоек и ригелей формируют стены и потолок мансардного помещения.

● Аналогичным образом переносим на чертёж основные элементы — сначала стены и перекрытие, затем ряд стоек и ригелей (на уровне потолка), затем соединяем их линиями, которые довольно точно покажут форму излома скатов. После замеров и вычислений следует сложить длины всех элементов стропильной фермы и прибавить к полученному числу 10%. Это будет общая длина конструктива одной фермы (ОДК1).

● Подбор сечения стропил и унификация. Сечение элементов системы, особенно стропильных ног, напрямую зависит от пролёта между опорами в центральной части. Из всех пиломатериалов для стропильной системы подходят брус и доска (не считая заводских клеёных ферм). При этом доска имеет гораздо лучший показатель отношения сечения к прочности на изгиб. В нашем случае речь идёт о надёжности стропил, для которых используют именно доску, т.к. есть запас глубины пазухи для закладки утеплителя. Устраивать пролёты стропильных ферм более 6 метров без промежуточных опор не рекомендуется.

● При сращивании двух досок для создания вертикальной опоры необходимо проложить между ними в местах крепления обрезки досок 25 мм (так называемые «бобышки») с шагом 300–400 мм. Так прочность опоры будет выше по сравнению с прямым сращиванием.

● После определения достаточного сечения доски можно вычислить объём одной стропильной фермы. Для этого умножаем ОДК-1 на площадь сечения доски. Полученный объём одной фермы (ОФ1) будет использован при подсчёте общего объёма.

● Расчёт шага стропильных ферм. Шаг стропил мансардной стропильной системы зависит от толщины и конструкции стропильных ферм. Разделив длину продольной (параллельной коньку) стены на выбранный шаг, мы получим количество стропильных ферм (N). Таким образом мы сможем вычислить длину доски для ферм: ОДК1 × N объём доски для ферм: ОФ1 × N или ОДК1 × Sсечения доски × N.

● Таблица зависимости ширины пролёта и толщины стропил.

Ширина пролёта без промежуточных опор, мм	Сечение доски стропильной ноги, мм
от 2000 до 2500	40×150
от 2500 до 3500	50×150
от 3500 до 4000	60×150-180
от 4000 до 5000	75×180-200
от 5000 до 6000	100×180-250

● Таблица зависимости шага от толщины.

Толщина, мм	Максимально допустимый шаг, мм
40	500
50	600
60	800
75	1000
100	1200

● Расчёт мауэрлата. Если стропильная система устраивается на деревянном перекрытии, то вся горизонтальная обвязка относится к нему. Мы рассмотрим вариант с мауэрлатом по каменной стене. Поскольку вертикальные стойки, подкосы и прогоны включены в расчёт фермы, нам осталось подсчитать горизонтальную обвязку. Здесь есть простое правило — она должна быть толщиной не менее двойной стропильной ноги. Если общая масса кровли (вместе с обрешёткой и кровельным материалом и снегом) ощутимо высока, следует применить три слоя доски. Объём доски для мауэрлата будет равен длине несущих стен, умноженной на сечение доски и на количество слоёв. Мауэрлат, выполненный из нескольких слоёв, лучше свяжется по углам.

● Общий подсчёт. Складываем все полученные объёмы вместе и прибавляем 20% на отходы и подрезку. Количество металлических изделий и крепёжных элементов определяется индивидуально. Достоверно известно лишь то, что чем их больше, тем лучше. Все приведённые величины и пропорции зависимости взяты из нормативно-справочной литературы.

● Несмотря на кажущуюся простоту, этот адаптированный расчёт способен соперничать в точности с онлайн-калькуляторами стропильной системы. Но последнее слово всегда остаётся за тем, кто будет исполнять проект.

нагрузки, количества, длины, фермы системы дома из дерева, калькулятор, СНиП

Расчёт треугольной фермы — онлайн калькулятор

Инструкция для калькулятора расчета треугольной фермы

Введите значения размеров в миллиметрах:

X – Длина треугольной стропильной фермы зависит от размера пролета, который необходимо накрыть и способа ее крепления к стенам. Деревянные треугольные фермы применяют для пролетов длиной 6000-12000 мм. При выборе значения X нужно учитывать рекомендации СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции» (актуализированная редакция СНиП II-25-80).

Y – Высота треугольной фермы задается соотношением 1/5-1/6 длины X.

Z – Толщина, W – Ширина бруса для изготовления фермы. Искомое сечение бруса зависит от: нагрузок (постоянные – собственный вес конструкции и кровельного пирога, а также временно действующие – снеговые, ветровые), качества применяемого материала, длины перекрываемого пролета. Подробные рекомендации о выборе сечения бруса для изготовления фермы, наведены в СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции», также следует учитывать СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия». Древесина для несущих элементов деревянных конструкций должна удовлетворять требованиям 1, 2 и 3-го сорта по ГОСТ 8486-86 «Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия».

S – Количество стоек (внутренних вертикальных балок). Чем больше стоек, тем выше расход материала, вес и несущая способность фермы.

Если необходимы подкосы для фермы (актуально для ферм большой протяженности) и нумерация деталей отметьте соответствующие пункты.

Отметив пункт «Черно-белый чертеж» Вы получите чертеж, приближенный к требованиям ГОСТ и сможете его распечатать, не расходуя зря цветную краску или тонер.

Нажмите «Рассчитать».

Треугольные деревянные фермы применяют в основном для кровель из материалов требующих значительного уклона. Онлайн калькулятор для расчета деревянной треугольной фермы поможет определить необходимое количество материала, выполнит чертежи фермы с указанием размеров и нумерацией деталей для упрощения процесса сборки. Также с помощью данного калькулятора Вы сможете узнать общую длину и объем пиломатериалов для стропильной фермы.

perpendicular.pro

Как рассчитать ферму онлайн?

Продолжаем серию статей о расчетах сопромата онлайн. В этой статье я хочу поделиться онлайн-сервисами, которые позволяют рассчитывать фермы. С помощью сайтов, указанных в этой статье, Вы узнаете, как произвести расчет фермы онлайн: определить реакции в опорах и узнать усилия, возникающие в стержнях.

В такой отрасли, как строительство, ферма — элемент, который ничем нельзя заменить. Ее используют для построения мостов, ангаров, стадионов. Без нее не обойдется строительство павильонов, сцен, подиумов. Кузов автомобиля, корпус корабля, самолета также считают фермой. Что немаловажно, при создании проекта корабля или самолета расчеты прочности производят так же, как и при подсчете силы действия на структуру.

Данная система уникальна тем, что она неизменна под действием факторов внешней среды. Нагрузки на нее приходятся очень больше, но благодаря своему строению она заслужила особого внимания. Ферма — это огромное количество стержней, соединенных в одну систему. Давление приходится на места, в которых соединяются детали. На сегодняшний день в строительной отрасли отдают предпочтение жесткому скреплению, а не шарнирному.

Free Truss and Roof Calculator

Данный сервис расположен по адресу — skyciv.com/free-truss-calculator

Авторы данного проекта позиционируют свой онлайн-калькулятор как инструмент для проектирования ферм, который позволяет рассчитывать продольные усилия в стержнях, определить реакции, возникающие в опорах фермы и д.р.

Создатели также отмечают, что данный софт особенно полезен для проектирования мостовых ферм и стропильных систем деревянных крыш.

Сразу оговорюсь, бесплатный функционал программы имеет определенные ограничения: можно добавить не более 12-ти стержней, 2-ух опор и 5-ти сосредоточенных внешних сил. В платной версии ограничений нет. Для расчета простых ферменных конструкций, бесплатного функционала вполне хватает.

Пример расчета фермы онлайн

В этом разделе я покажу как создать расчетную схему простейшей фермы и получить результаты расчета.

Задаем узлы фермы

Первым делом необходимо задать узлы будущей фермы, которые дальше будут учитываться в расчете как простые шарниры. Для создания нового узла нужно выбрать кнопку – «Nodes».

Каждый задаваемый узел имеет свой уникальный идентификатор, к которому по ходу формирования расчетной схемы будем обращаться: при создании стержней фермы и приложении нагрузок. Для того чтобы создать новый узел, нужно задать его координаты по X и Y:

Примечание: рекомендуется первый узел задавать с координатами (0;0), так легче будет высчитывать координаты всех последующих узлов.

Создаем стержни фермы

Стержни задаются достаточно просто. Для создания нового стержня нужно выбрать кнопку — «Members». Далее нужно будет указать идентификатор узла, с которым будет соединятся стержень в начале и в конце. Вот что получилось у меня:

Назначаем опоры

Для того, чтобы задать связи (опоры) фермы нужно выбрать кнопку – «Support». Эта программа имеет в своем функционале 6 видов связей. Я выберу классическую шарнирно-подвижную и неподвижную опору. Для того чтобы установить опору, нужно выбрать вид опоры и указать узел где ее нужно установить.

Прикладываем нагрузку

В данной программе на ферму можно накладывать все виды нагрузок: сосредоточенные силы (Point Loads) и моменты (Moments), распределенную нагрузку (Distributed Loads). Например, для приложения сосредоточенной силы, нужно выбрать узел и задать ее численное значение.

Получаем результаты расчета

После выполнения всех вышеописанных шагов, можно получить результаты расчета. Для этого нужно нажать кнопку – «Solve». Бесплатно можно вывести реакции в опорах фермы, значения продольных усилий. Также для каждого стержня указывается растянут он или сжат:

Вот такая есть полезная программа для расчета фермы онлайн!

Также для расчета фермы можно воспользоваться программой, описываемой на этой страничке.

sopromats.ru

Расчет деревянной фермы для крыши

Чтобы воспользоваться калькулятором, нажмите на картинку ниже:

Как правильно использовать калькулятор

Для точного расчета калькулятор имеет несколько полей:

1. Масштаб чертежа

2. Длина и высота фермы

3. Ширина и толщина бруса

4. Количество стоек

После ввода данных необходимо нажать кнопку «Рассчитать», и, если вам необходим чертеж, поставить галочку в соответствующем пункте. Чертеж можно распечатать или же сохранить в различных форматах.

Расчет треугольной деревянной фермы онлайн калькулятор. Деревянные дома и бани на заказ

Конструкция и изготовление ферм

Преимущества и недостатки

-возможность перекрывания большого пролета (до 9 м) без дополнительных опор;
— малый вес, что является существенным при их транспортировке и монтаже (можно обойтись без подъемных механизмов или машин), а также обеспечивает меньшую нагрузку на стены и фундамент дома;
— их легко и просто можно монтировать на стены любого типа;
— высокая несущая способность конструкции позволяет укладывать их с различным шагом (30-90 см), подстраиваясь под разный вид напольного покрытия верхнего этажа или подшивки потолка, практически, без снижения несущих свойств;
-отсутствие прогибов обеспечивает как надежную эксплуатацию напольного покрытия верхнего этажа, так и целостность подшивки потолка нижнего этажа;
-возможность прокладки скрытых коммуникаций;
-надежная звукоизоляция и отсутствие скрипов;
-качественно изготовленные конструкции могут использоваться даже в открытом виде, как один из элементов интерьера комнаты.

К недостаткам можно отнести такие их особенности:

— толщина межэтажного перекрытия получается большей, чем при использовании обычных балок;
-большая сложность и трудоемкость качественного изготовления ферм своими руками и необходимость точного их расчета;
— стоимость готовых ферм промышленного изготовления больше стоимости обычных балок.

Изготовление своими руками

Рис.1 Элементы конструкции фермы перекрытия: 1 — горизонтальные балки; 2 — вертикальные и наклонные связи; 3 — соединительные металлические зубчатые пластины (МЗП).

Конструкция

Что еще необходимо знать о конструкции стропильных ферм

Проведение расчетов

Расчет

ablock.ru

Деревянные фермы. Выбор схемы фермы и её расчет

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ.

В современном промышленном и гражданском строительстве применяют деревянные фермы – однопролетные балочные. В отдельных случаях находят применение также трехшарнирные арки, составленные из балочных ферм или клееных блоков. Деревянные фермы изготовляют из круглого леса или пиломатериалов — брусьев и досок. Фермы имеют следующие элементы: верхний пояс, нижний пояс, решетку (стойки и раскосы).

Взаимное сопряжение указанных элементов в узлах осуществляют при помощи различных соединений (врубки, нагели, хомуты, шпонки).

Верхний пояс балочных ферм при вертикальной нагрузке, направленной сверху вниз, работает на сжатие, а нижний — на растяжение. Усилия в стойках и раскосах зависят как от направления этих стержней, так и от расположения нагрузок.

Самыми ответственными элементами деревянных ферм являются стержни нижнего растянутого пояса, на работе которых в большой мере сказывается вредное влияние неизбежных в строительной древесине пороков (сучков, косослоя, трещин), поэтому при конструировании, отборе лесоматериалов, изготовлении и наблюдении за фермами во время их эксплуатации, стержням нижнего пояса нужно уделять особое внимание.

С целью наиболее рационального использования достоинств конструктивных материалов, растянутые элементы деревянных ферм часто выполняют из стали. Такие фермы называют металлодеревянными.

По очертанию наружного контура фермы подразделяют на: треугольные, прямоугольные (с параллельными поясами), трапецивидные или полигональные с наклонным (двускатным или односкатным) прямолинейным верхним поясом[1], сегментные и многоугольные (рис.1).

При равномерной загрузке всей фермы вертикальной нагрузкой, усилия в стержнях решетки прямоугольных и пологих (уклон ~1/10) полигональных ферм возрастают от середины пролета к опорам, а в треугольных от опор к середине. Характер изменения усилий в поясах и решетке треугольных, прямоугольных и полигональных ферм представлен на рис.2.

Экономичность ферм определяется прежде всего расходом древесины и металла, а также трудоемкостью изготовления и монтажа конструкции.

При оценке типов деревянных ферм в отношении расхода древесины необходимо иметь в виду, что стоимость древесины в большой мере зависит от степени обработки и сортамента применяемых лесоматериалов. Так стоимость окантованных брусьев почти в полтора раза, досок в 2 раза и чистообрезных брусьев примерно в 2,5–3 раза выше стоимости круглых лесоматериалов.

Существенное влияние на расход древесины и металла может оказать очертание наружного контура фермы. Теоретически наивыгоднейшим очертанием контура является такое, при котором контур фермы приближается к очертанию эпюры моментов.

При одних и тех же нагрузках, качестве лесоматериалов, пролетах и высотах ферм наиболее легкими, а следовательно, и требующими наименьшего расхода древесины, будут сегментные фермы и трехшарнирные арки из них. Простота конструкции и экономичность, обусловленные статическими свойствами сегментных ферм, обеспечивают широкое распространение этих ферм в строительстве.

Многоугольные фермы с ломаным очертанием верхнего пояса также имеют относительно небольшой вес и отличаются простотой узловых сопряжений и экономичностью.

Полигональные фермы с наклоном верхнего пояса в 1/10-1/5 получаются более тяжелыми, чем сегментные фермы, но все же значительно более экономичными, чем фермы прямоугольного и треугольного очертания.

Наиболее тяжелыми из всех типов ферм оказываются треугольные фермы. Их применяют, как правило, для кровель из материалов, требующих значительного уклона (черепица, шифер и т.д.).

2. ВЫБОР СХЕМЫ ФЕРМЫ. ОСНОВНЫЕ ПРЕДПОСЫЛКИ К ПРОЕКТИРОВАНИЮ.

В студенческом курсовом проектировании обычно используются два типа ферм – треугольная ферма и пологая полигональная ферма (рис.3).

vunivere.ru

Пять бесплатных программ для разработчика металлоконструкций

Проектирование металлических конструкций – одно из важнейших направлений строительной деятельности. Для определения требуемых параметров профилей используется дорогостоящее лицензионное программное обеспечение, требующее наличия профильного образования и навыков работы с конкретным программным комплексом.

При этом бывают ситуации, когда нужно сделать чертеж «на коленке», подобрать нужный прокат, подсчитать вес балки для определения стоимости и заказа металла. В тех случаях, когда воспользоваться специальными программами нет возможности, удобными помощниками при расчете металлоконструкций могут стать бесплатные онлайн- и десктоп- программы:

калькулятор металлопроката Арсенал;
онлайн калькулятор Metalcalc;
онлайн-программа sopromat.org для расчета балок и ферм;
расчет балок в Sopromatguru онлайн;
desktop-программа «Ферма».

1. Калькулятор металлопроката Арсенал

Компания Арсенал предоставляет всем желающим возможность сэкономить свое время, воспользовавшись фирменной десктоп-программой для подсчета теоретического веса металлического профиля любых видов, в том числе – из черной и нержавеющей, а также — из цветного металла. На сайте доступна и онлайн-версия программы.

Для того чтобы выполнить расчет профиля нужно ввести информацию о толщине металла, длине отрезка, высоте и ширине. Можно также выбрать марку прокатного профиля из сортамента и задать требуемую длину. В этом случае программа определит его габаритные размеры и вес автоматически.

2. Онлайн-калькулятор металлопроката Metalcalc

Онлайн-калькулятор Metalcalc — удобный ресурс для определения веса и длины металлопроката. При задании основных технические параметров изделия (номер сортамента или габаритные размеры профиля, его длина) программа определит его вес. Расчеты выполняются на основании действующих ГОСТов и отличаются максимальной точностью.

Программа имеет также и функцию обратного пересчета. Если указать массу и типоразмер профиля – сервис высчитает его длину. Ресурс абсолютно бесплатен и удобен в использовании.

3. Бесплатная онлайн-программа sopromat.org для расчета балок и ферм

На сайте Sopromat.org представлена бесплатная онлайн-программа для расчета балок и ферм методом конечных элементов. Расчет может быть выполнен, в том числе, для статически неопределимых рам.

Сервис может быть полезен как студентам для выполнения курсовых работ, так и практикующим инженерам для определения параметров реальных металлоконструкций. Онлайн-ресурс позволяет:

определить перемещения в узлах;
рассчитать реакции опор;
построить эпюры Q, M, N
сохранить результаты расчетов и схему нагрузок;
экспортировать результаты в формат чертежа DXF.

На сайте всегда находится самая свежая версия программы. Имеется версия Mini для скачивания и работы на мобильных устройствах. Мобильная программа обладает всеми преимуществами полноценной версии.

4. Расчет балок в Sopromatguru

Sopromatguru – частично бесплатная онлайн-программа, служащая для расчета балок. Ресурс подходит как для выполнения курсовых работ студентами, изучающими сопромат и строительную механику, так и для инженеров, задействованных в реальных проектах. На данном онлайн-сервисе можно:

рассчитать статически определимую систему;
определить перемещения в узлах;
рассчитать реакции опор;
построить эпюры реакций опор;
сохранить ссылку на результаты расчетов.

В ближайшее время авторы планируют добавить в программу функцию расчета ферм. На сегодняшний день онлайн-ресурс позволяет бесплатно задать параметры балки, опоры, нагрузки и получить эпюру. За получение доступа к подробному расчету авторы программы просят перечислить символическую оплату. Стоит отметить, что онлайн-сервис красиво оформлен и оборудован понятным интерфейсом.

5. Бесплатная desktop-программа «Ферма»

Небольшая программа Ферма позволяет рассчитать плоскую статически определимую ферму и сохранить результаты. Для начала работы необходимо задать геометрические параметры фермы (размеры стержней, высоты, положения раскосов, нагрузки).

Расчет выполняется по методу вырезания узлов. Определяются усилия в стержнях фермы, а также реакции опор. Максимальное число панелей фермы – 16, число нагрузок – не более 20. Программный комплекс может также применяться и для расчета статически неопределимых ферм.

maistro.ru

Расчет стропил деревянных: нагрузки, количества, длины, фермы системы дома из дерева, калькулятор, СНиП

Расчет стропил: как это делается?

Ни один дом невозможно построить без крыши, и ни одну кровлю невозможно возвести без несущей конструкции. Любое строительство начинается с проектирования и расчетов. Рассмотрим, как выполняется расчет стропил.

Проведение таких расчетов чрезвычайно важно. Недопустимо строить стропильные системы «на глазок» или «приблизительно». Необходимо учесть все нагрузки, которые будут оказывать действие на кровлю.

Схема стропильной системы

Постоянные. Это собственный вес покрытия, гидроизоляции, обрешетки и прочих составных частей «пирога». Если на крыше планируется установка какого-либо оборудования, то необходимо учесть и его вес.
Переменные. К этому типу нагрузок относят массу попадающих на кровлю осадков и прочие воздействия, которые не постоянно действуют на кровлю.
Особые. В сейсмически опасных районах или в местностях, в которых регулярно бывают ураганные ветры необходимо закладывать дополнительный запас прочности.

Как рассчитать вес кровельного пирога?

Схема кровельного пирога

Прежде всего, нужно подсчитать, сколько будет весить сама кровля дома .

Это необходимый расчет – стропила должны выдерживать эту постоянную нагрузку в течение длительного времени.

Произвести расчет несложно, нужно подсчитать массу одного метра квадратного каждого из слоев «пирога» кровли. Затем вес каждого слоя суммируется, а полученный результат умножается на поправочный коэффициент 1,1.

Пример расчета. Возьмем для примера кровлю, покрытую ондулином.

Крыша состоит из следующих слоев:

Обрешетка крыши. собранная из дощечек толщиной 2,5 см. Вес метра квадратного этого слоя составляет 15 кг.
Утеплитель (вата минеральная) толщиной 10 см, вес квадратного метра утеплителя 10 кг.
Гидроизоляция – полимерно-битумный материал. Вес гидроизоляционного слоя –5 кг.
Ондулин. Вес квадратного метра этого кровельного материала составляет 3 кг.

Складываем полученные значения – 15+10+5+3 =33 кг.

Умножаем на поправочный коэффициент 33×1.1=34,1 кг. Это значение является весом пирога кровли.

В большинстве случаев, при строительстве жилых домов, нагрузка не достигает значения 50 кг на метр квадратный.

Опытные строители рекомендуют опираться именно на эту цифру, хотя она является явно завышенной для большинства кровельных покрытий.

Но зато, если через несколько десятилетий хозяева дома захотят поменять кровлю, то им не придется менять все стропила – расчет был произведен с солидным запасом.

Таким образом, нагрузка от веса кровельного «пирога» составляет 50×1,1 = 55 кг/кв. метр

Как произвести расчет снеговых нагрузок?

Карта снеговых нагрузок России

Снеговая нагрузка – это достаточно серьезное воздействие на конструкции кровли, так как снега на крыше может скопиться достаточно много.

Чтобы подсчитать этот параметр, можно воспользоваться формулой:

S – это снеговая нагрузка,
Sg – вес снегового покрова, который покрывает квадратный метр горизонтальной поверхности. Это значение меняется в зависимости от места расположения дома. Найти данный коэффициент можно в снип – стропильные системы.
µ – это поправочный коэффициент, значение которого зависит от угла наклона кровли. Так для плоских крыш, которые имеет угол наклона 25 градусов и меньше значение коэффициента – 1,0. Для крыш с углом наклона более 25 и менее 60 градусов, коэффициент составляет 0,7. Для крыши, имеющей крутые склоны, снеговые нагрузки можно не учитывать.

Пример расчета. Например, необходимо рассчитать снеговую нагрузку для кровли дома, строящегося в Московской области, причем угол наклона ската составляет 30 градусов.

Московский регион расположен в III снеговом районе, для которого расчетное значение массы снега на квадратный метр горизонтальной поверхности составляет 180 кгс/ кв. м.

180 x 0,7 = 126 кгс/кв. м.

Это расчетная снеговая нагрузка на кровлю.

Как рассчитать ветровые нагрузки?

Карта ветровых нагрузок центральной России

Чтобы произвести расчет нагрузки на стропила применяется формула:

Wo – это нормативный показатель, который определяется по таблицам, в зависимости от района страны.
k – это поправочный коэффициент, который позволит определить изменение ветровой нагрузки в зависимости от типа местности и высоты здания.

Высота дома, измеряемая в метрах

А – это открытые местности: степи, побережье моря или озера;

Б – местности, равномерно покрытые препятствия, например, городская застройка или лесной массив.

Пример расчета. Рассчитать ветровую нагрузку для дома высотой 5 метров, расположенного в лесистой местности в Подмосковье.

Московский регион расположен в I ветровом районе, нормативное значение ветровой нагрузки в этом районе 23 кгс/кв. м.

Поправочный коэффициент в нашем примере составит 0,5

23 x 0,5 = 11,5 кгс/ кв. м.

Это значение ветровой нагрузки.

Как рассчитать сечения стропил и других элементов кровли?

Расчет сечения стропил компьютерной программой

Чтобы произвести расчет длины стропил, требуется знать, какой кровельный материал планируется использовать, а также из чего сделаны чердачные перекрытия (деревянные балки или плиты из железобетона).

Стандартные стропила, которые поступают в продажу, имеют длину 4,5 и6 метров. Но, в случае необходимости, длина стропил может быть изменена.

Сечение бруса, который идет на изготовление стропил, зависит от следующих факторов:

Длина стропил;
Шаг установки стропил;
Расчетные величины нагрузок.

Данные в представленной таблице являются рекомендательными, их нельзя назвать полноценной заменой расчетам. Поэтому расчет фермы стропильной является необходимостью для определения несущей способности кровли.

Данные таблицы приведены в соответствии с атмосферными нагрузками, характерными для Московского региона.

Шаг, с которымустанавливаютсястропила (см)

Длина стропил (метры)

Сечения бруса для изготовления других элементов кровли:

Мауэрлат – 100х100, 100х150, 150х150;
Для ендов и изготовления диагональных ног – 100х200;
Прогоны – 100х100, 100х150, 100х200;
Затяжки – 50х150;
Ригели – 100х150,100х200;
Подкосы – 100х100, 150х150;
Доски подшивочные – 25х100.

Определившись с сечением и длиной, а также с шагом расположения стропил, несложно произвести расчет количества стропил, ориентируясь на длину стен дома.

При проектировании, помимо расчета на прочность, конструктор должен выполнить расчет на прогиб.

То есть, нужно не просто гарантировать, что стропила не сломаются под оказываемой нагрузкой, но и выяснить, насколько балки могут прогибаться.

К примеру, расчет деревянной стропильной фермы для строительства мансардной крыши должен быть выполнен так, чтобы величина прогиба не превышала 1/250 часть от длины участка, на который оказано давление.

Таким образом, если использованы стропила длиной 5 метров, то максимальный допустимый прогиб может достигать 20 мм. Данная величина кажется совсем незначительной, однако при ее превышении, деформация кровли будет заметна визуально.

Требования к качеству материала

Проект кровли для расчета количества деревянных стропил

Если осуществляется расчет деревянных стропил, то помимо таких параметров, как длина и сечение, нужно учитывать и качество строительного материала.

Стропила для крыши своими руками изготавливают из древесины лиственных и хвойных пород.

Основные требования к материалу изложены в ГОСТ 2695-83 и ГОСТ 8486-86.

Допускает наличие сучков в количестве не более трех на метровый участок, размер сучков не должен превышать 30 мм.
Допускается наличие несквозных трещин, не превышающих ½ длины;
Влажность пиломатериала не должна быть выше 18% при измерении влагометром.

При приобретении материала, из которого планируется монтировать стропильные системы – снип предписывает проведение проверки документа о качестве, в котором указаны:

Данные о производителе;
Номер стандарта и название изделия;
Размер изделия, влажность и использованная порода древесины;
Количество отдельных элементов в упаковке;
Дата выпуска данной партии.

Поскольку дерево материал натуральный, оно требует проведение предмонтажной подготовки. Эта подготовка планируется на стадии, когда проектируется стропильная система – снип предусматривает проведение защитных и конструктивных мероприятий.

К защитным мероприятиям относят:

Обработку древесины антисептиками для предотвращения преждевременного загнивания;
Обработку древесины антипиреновыми пропитками для защиты от возгорания;
Обработку биозащитными составами для защиты от насекомых-вредителей

К конструктивным мероприятиям можно отнести:

Установка гидроизоляционных прокладок в месте соприкосновения кирпича и деревянных конструкций;
Создание гидроизоляционного слоя под кровельным материалом и пароизоляционного – со стороны помещений перед слоем утеплителя;
Оборудование вентиляции подкровельного пространства.

При соблюдении все требований технологии стропильная система деревянного дома приобретет более высокие прочностные качества, и конструкция крыши прослужит долго, не требуя проведения ремонта.

Программы для проектирования и расчета стропильных систем

Расчет системы стропильной в специальной компьютерной программе

Как видно из вышесказанного, произвести расчет строительных систем крыш довольно сложно. Нужно обладать достаточным запасом теоретических знаний, обладать навыками рисования и черчения. Естественно, что далеко не каждый человек обладает такими профессиональными навыками.

К счастью, сегодня задача проектирования значительно облегчена, поскольку имеются очень удобные компьютерные программы позволяющие разрабатывать проекты различных строительных элементов.

Конечно, некоторые программы рассчитаны на профессионалов (например, Автокад, 3D Max и пр.). Неопытному человеку достаточно сложно разобраться с этим софтом.

Но существуют и более простые варианты. Например, в программе Аркон очень просто можно создавать разнообразные эскизные проекты, чтобы наглядно посмотреть, как будет выглядеть та или иная крыша.

Есть там и удобный калькулятор для расчета стропил, который позволяет эффективно и быстро произвести расчеты. Программа Аркон прекрасно подходит для профессионалов, но может быть использована и частными пользователями.

В сети можно найти и калькулятор расчета стропил, работающий в режиме онлайн. Однако произведенные на нем расчеты – это исключительно рекомендательные величины и не могут заменить разработки полноценного проекта.

Выводы

Выполнение расчетов при проектировании – важный этап создания крыши. Его выполнение необходимо поручать профессионалам. Но предварительные расчеты можно провести и самостоятельно, это поможет лучше разобраться в готовом проекте.

Расчет стропильной фермы

5. РАСЧЕТ СТРОПИЛЬНОЙ ФЕРМЫ

5.1 Определение усилий в стержнях фермы

Усилия в стержнях фермы определяем от постоянной и снеговой нагрузки, а также от опорных моментов, возникающих в раме в результате жесткого соединения ригеля с колоннами.

Усилия в стержнях стропильной фермы определяем в программном комплексе «Мираж», при этом ферма рассчитывается на единичную вертикальную нагрузку (F=1кН) и на единичный момент, который заменяем парой сил (F=1/(3,15-0,225)=0,342кН).

Результаты определения усилий в стержнях стропильной фермы приведены в таблицах расчета ПК «Мираж».

Расчетные усилия определяем в табличной форме, в которую вписывают усилия от вертикальных нагрузок с коэффициентами 1; 0,8; 0,9, а так же усилия от единичного момента в левых и правых симметричных стержнях.

Для определение действующих усилий в стержнях необходимо полученные при расчете в ПК «Мираж» усилия умножить на действующую нагрузку (табл.1):

кН кН/м

Определение усилий в стержнях стропильной фермы, а так же определение расчетных сочетаний и расчетных усилий в стержнях стропильной фермы производим в табличной форме (таблицы 5 и 6).

Рисунок 17 – К расчету стропильной фермы в ПК «Мираж»

Подбор сечения стерней выполним в табличной форме – таблица 7.

5.2 Расчет узлов ригеля

В целях унификации количество размеров профилей должно быть ограничено (для ферм пролетом 30м – 4-5), поэтом с учетом таблицы расчета 7 (геометрических размеров профилей) окончательно назначенные сечения стержней фермы приведем на рисунке 18.

Рисунок 18 – Приняты сечения стержней стропильной фермы

Элементы решетки фермы выполняются из гнутых прямоугольных профилей, за исключением опорных раскосов, которые выполняются из широкополочных двутавровых профилей. Промежуточные узлы ферм выполняют без фасонок, но полки для увеличения жесткости усиливают наклонными косынками.

Длина шва определяется выражением:

где d – большая сторона прямоугольного сечения, а b – меньшая сторона.

Катет шва для прикрепления раскоса к поясу, а также для прикрепления фланца к профилю рассчитывается на усилие, действующее в рассматриваемом стержне по формуле:

Расчет крепления раскосов и стоек:

Принимаем автоматическую сварку для которой:

Электрод Э-52 для которого:

МПа МПа

МПа < МПа

— раскос 36; узел 8

длину сварных швов в этом случае определим графически (см. рис 19)

откуда катет шва будет равен:

м=8мм

принимаем катет шва по таблице 38 СНиП равным 8мм

-раскос 23 узел 8

длина сварного шва равна:

мм,

откуда катет шва будет равен:

м=5мм

принимаем катет шва по таблице 38 СНиП

равным 8мм

Рисунок 19 – Узел № 8 стропильной фермы

— раскос 19; узел 2

длина сварного шва равна:

мм,

откуда катет шва будет равен:

м=4мм

принимаем катет шва по таблице 38 СНиП

равным 8мм

При назначении катетов швов учитывалось, что катеты швов не превышают величины 1,2∙t, равной для раскосов 23 и 19 1,2∙7=8,4мм (раскосы 23 и 19 выполняются из прямоугольных труб 140х100х7 см. рис 18).

Рисунок 20 – Узел №2 стропильной фермы

— раскос 24; узел 3

длина сварного шва равна:

мм,

откуда катет шва будет равен:

м=3мм

принимаем катет шва по таблице 38 СНиП

равным 4мм, так как 1,2∙4=4,8мм

— раскос 20; узел 3

длина сварного шва:

мм,

катет шва равен:

м=1,4мм

принимаем катет шва равным 4мм, так как 1,2∙4=4,8мм

Рисунок 21 – Узел №3 стропильной фермы

Катеты швов в стойках стропильной фермы определим по максимальному усилию, возникающему в стойке 14 (или 25), получим:

мм,

катет шва будет равен:

м=1,7мм

принимаем катет шва по таблице 38 СНиП равным 4мм, так как 1,2∙4=4,8мм

Расчет монтажного узла

Расчет сварных швов, соединяющих опорный пояс с опорным листом. Вычислим длину сварных швов (рис. 22).

мм

Определим сжимающее усилие в поясе по формуле:

кН

Вычислим катет сварных швов по формуле:

мм

принимаем катет шва по таблице 38 СНиП равным 8мм.

Рисунок 22 – монтажный узел стропильной фермы

Расчет болтов производим на момент M=600∙0,3=180кН∙м, где 0,3 – расстояние от растягивающей силы до оси вращения. Наибольшее растягивающее усилие в болте определим по формуле:

кН

Принимаем болт класса 5.6, диаметром –30мм, несущая способность которого равна:

кН

несущая способность болтового соединения обеспечена, так как 98,1>117,6кН.

Необходимую толщину опорной планки при ее работе на изгиб определяем по формуле:

м =23мм

принимаем t=25мм.

Расчет укрупнительных узлов стропильной фермы

Рассчитаем катеты сварных швов, которыми фланцы привариваются к поясам фермы, для этого вначале определим длину сварного шва

-нижний пояс:

мм, следовательно

принимаем катет шва равным 8мм.

-верхний пояс:

мм, следовательно

принимаем катет шва равным 8мм.

Для расчета болтов предварительно принимаем: болты диаметром 20мм, расчетное сопротивление равно: МПа.

Рисунок 23 – Укрупнительный узел стропильной фермы

Определим усилие в болтах:

кН кН

Минимальное число болтов определим по формуле:

С учетом предельных расстояний между болтами принимаем n=12. Определим усилия на один болт для зоны полки и стенки:

кН

Для проверки прочности болтов вычислим необходимые величины:

;

Прочность болтов при k₁=1, γ_b=1 в зоне полки и стенки обеспечена:

кН кН

Для проверки прочности фланца на изгиб вычислим изгибающий момент по формуле:

Изгибающие моменты:

кН∙м кН∙м

Прочность фланца на изгиб проверяем по формуле:

МПа

Прочность фланца на действие изгибающего момента обеспечена.

Рассчитаем соединения в местах изменения сечения поясов (стержень 6 и 1).

Для стержня 6

Выполнен из двутавра 30Б1

откуда катет шва будет равен:

м=5мм

принимаем катет шва по таблице 38 СНиП

равным 6мм

Для стержня 1

Выполнен из двутавра 30Б1

откуда катет шва будет равен:

м=3мм

принимаем катет шва по таблице 38 СНиП

равным 6мм

Рисунок 24 – Узлы соединения поясов

Проектирование усиления раскосной фермы Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

УДК 69.04

A.B. Воробьев, И.Н. Фаизов

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

ПРОЕКТИРОВАНИЕ УСИЛЕНИЯ РАСКОСНОЙ ФЕРМЫ

Описан процесс расчета стропильной фермы ослабленной вырезкой раскоса, моделирующей повреждение в результате эксплуатации. Получен результат расчета, совпадающий на качественном уровне с фактическим состоянием фермы. Выполнен расчет фермы с усиленными элементами. Результаты расчета подтверждают целесообразность запроектированного усиления.

Ключевые слова: стропильная ферма, раскос, конечные элементы, снеговая нагрузка, предел текучести, пластические деформации.

В процессе длительной эксплуатации в строительных конструкциях происходит накопление различного рода повреждений. Повреждения возникают в результате негативного воздействия эксплуатационной среды, механических воздействий и нарушений правил эксплуатации, сопровождающихся нарушением целостности отдельных элементов конструкций.

Так, на одном из промышленных предприятий для беспрепятственного пропуска коммуникаций в стропильной металлической ферме пролетом 24 м был удален раскос во второй панели. В классической расчетной схеме фермы в виде системы шарнирно соединенных между собой стержней удаление одного элемента превращает конструкцию в механизм. Однако опыт эксплуатации показывает, что исключение из работы некоторых элементов решетки не всегда вызывает обрушение конструкции, поскольку реальная расчетная схема не соответствует теоретической [1].

Шарнирная расчетная схема, принимаемая в расчете методами строительной механики, не подходит для решения поставленной задачи. В качестве расчетной схемы принята конструкция с жестким сопряжением элементов, что согласно п. 15.2 [2] является более предпочтительным вариантом.

На рис. 1 представлена схема стропильной фермы. В табл. 1 приведены типы сечений, материалы и прочностные характеристики элементов фермы.

3________________4________________6________________7________________9________________10________________12_______________13

/\ /\ /\ /\

, 6000 5 6000 8 6000 11 . 6000

24 000

Рис. 1. Схема стропильной фермы

Таблица 1

Элементы стропильной фермы

Элемент Тип профиля Материал ат, МПа

Верхний пояс 2 L 180×12 С345 320

Нижний пояс 2 L 180×12 С345 320

Опорные стойки I 45Б2 С245 230

1-3, 12-14 2 L 180×12 С245 230

3-5, 11-12, 5-6, 9-11 2 L 140×9 С245 230

6-8, 8-9, 4-5, 10-11, 7-8 2 L 90×7 С245 230

Ферма ослаблена вырезкой раскоса 6-8. Целью расчета является определение причины, по которой стропильная ферма не разрушилась, а также разработка мероприятий по усилению элементов фермы с целью дальнейшей безопасной эксплуатации.

Расчет выполнен в программном комплексе ANSYS.

Для моделирования элементов фермы использованы трехузловые балочные элементы BEAM 189 с квадратичной аппроксимацией. На рис. 2 представлена геометрия конечного элемента. В качестве материала использована билинейная изотропная модель, учитывающая переход стали в пластическое состояние, с пределом текучести для каждого типа стали согласно табл. 1.

f z

Рис. 2. Геометрия конечного элемента BEAM 189

Сечения балочных элементов заданы в соответствии с конструктивной схемой фермы. Расчетная схема с приложенными нагрузками и граничными условиями представлена на рис. 3.

Расчет ослабленной фермы

Расчет ослабленной фермы выполнен в три этапа:

1. Приложение эксплуатационной нагрузки на исправную ферму.

2. Удаление раскоса 6-8.

3. Приложение снеговой нагрузки.

После завершения второго этапа расчета выполнено сохранение деформированного состояния расчетной схемы.

Нагрузка на каждом этапе нагружения прикладывалась ступенчато с автоматическим выбором шага приращения.

На третьем этапе сходимость итерационного процесса не достигнута, приложено 94 % нагрузки от снега [3].

При этом вертикальные перемещения в середине пролета фермы составили 10,9 см (рис. 4), тогда как допустимым по строительным нормам является прогиб, равный //250 = 24/250 = 0,096 м = 9,6 см [2].

Разрушение фермы происходит из-за образования пластического шарнира в месте соединения раскоса 5-6 с верхним поясом; изополя пластических деформаций представлены на рис. 5. Распределение напряжений в элементах фермы представлено на рис. 6.

Расчет усиленной фермы

В качестве усиления приняты следующие мероприятия:

— усиление верхнего и нижнего поясов дополнительными уголками;

— усиление раскосов во второй и третьей секциях;

— усиление центральной стойки;

— устройство дополнительной стойки от нижнего пояса к узлу 6.

Ведомость элементов усиления представлена в табл. 2.

Таблица 2

Ведомость элементов усиления

Элемент усиления Тип профиля Материал от, МПа

Верхний пояс 4-10 2 |_ 140×10 С255 230

Нижний пояс 5-11 2 |_ 140×10 С255 230

Новая стойка 2 |_ 100×8 С255 230

5-6, 9-11 2 |_ 100×8 С255 230

3-10 2 |_ 75×8 С255 230

Расчет усиленной фермы выполнен в два этапа:

1. Загрузка сохраненного в первом расчете деформированного состояния на усиленную расчетную схему.173

° .001078 ЕЖМ КЕ1Ж(ЖСЕМЕЫТ .002157 .004313 .00647 .008626 .003235 .005391 .007548 .009704

Рис. 5. Образование пластического шарнира

Рис. 6. Распределение напряжений в элементах ослабленной фермы, Па

Рис. 7. Вертикальные перемещения в усиленной ферме, м

ЫСЮАЪ БОШПШ БТЕР=1 БШ =6 Т1МЕ=1

БШГ (АУС) ОМХ =.046587 5МХ =.230Е+09

Рис. 8. Распределение напряжений в элементах усиленной фермы, Па

На основании проведенного исследования можно сделать следующие выводы:

1. Фактическое отсутствие разрушения объясняется тем, что за время эксплуатации фермы снеговой покров не достигал нормативного значения.

2. Запроектированное усиление является эффективным и позволяет в дальнейшем безопасно эксплуатировать рассматриваемую ферму. Запас прочности по напряжениям в верхнем поясе фермы составляет 28 %.

Библиографический список

1. Кашеварова Г.Г., Фаизов И.Н., Зобачева А.Ю. Конструктивные меры защиты зданий и сооружений на подработанной территории // Вестник ПГТУ. Строительство и архитектура. — Пермь, 2010. — № 1. -С. 72-77.

2. СП 16.13330.2011. Стальные конструкции / Мин-во регион. развития Рос. Федерации. — М., 2011. — С. 85-86.

3. СНиП 23-01-99. Строительная климатология // Система нормативных документов в строительстве. Строительные нормы и правила Российской Федерации. — М., 2006. — С. 10.

Получено 2.10.2012

A.V. Vorobiev, I.N. Faisov GIRDER FRAME REINFORCEMENT DESIGN

Calculation of girder frame weakened by diagonal cutting out is described in this article. Obtained calculation results coincide at qualitative level with real frame condition. Calculation of frame with reinforcing elements has been carried out. Calculation results confirm a suitability (или reasonability) of the reinforcement designed.

Keywords: girder frame, diagonal, finite elements, snow load, yield point, plastic deformations.

Об авторах

Воробьев Александр Владимирович (Пермь, Россия) — студент кафедры «Строительная механика и вычислительные технологии» ФГБОУ ВПО ПНИПУ (e-mail: [email protected]).

Фаизов Игорь Николаевич (Пермь, Россия) — доцент кафедры «Строительные конструкции» ФГБОУ ВПО ПНИПУ (e-mail: [email protected]).

About the authors

Vorobiev Alexander Vladimirivich (Perm, Russia) — student, Department of Mechanics and computational technologies, Perm National Research Polytechnic University (e-mail: [email protected]).

Faisov Igor Nikolaevich (Perm, Russia) — Associate Professor, Department of Building units, Perm National Research Polytechnic University (e-mail: [email protected]).

Выбор сочетаний нагрузок для расчета стропильных ферм и балок покрытия.

Принципы назначения основных габаритных и конструктивных размеров отдельных элементов железобетонных ферм и балок. Рациональные пролеты балок и ферм. Как Вы определили размеры своей конструкции покрытия.

Сбор нагрузок для расчета стропильных ферм и балок. Расчет узловых нагрузок. Какие нагрузки действуют на конструкции покрытия. При каких условиях их можно считать узловыми, при каких равномерно распределенными.

на конструкции покрытиядействуютнагрузки: вес кровли, теплоизоляционного ковра, вес железобетонных плит покрытия и собственный вес балки покрытия, вес снегового покрова (временная нагрузка).

Нагрузку на балку условно считаем равномерно распределенной по длине, т.к. количество сосредоточенных усилий в местах опирания плит покрытия более пяти.

Выбор сочетаний нагрузок для расчета стропильных ферм и балок покрытия.

Каким образом составляется расчетная схема ферм. Что из себя представляет расчетная схема раскосной и безраскосной ферм. Что такое расчетная схема. Покажите Вашу расчетную схему.

Арочная раскосная, до 18 м используются балки. Выше – фермы, в зависимости от стропильной конструкции. Если раскосная ферма то плиты 3х3. Раскосная, безраскосная.

Как работают под нагрузкой пояса и решётки ферм?

нижний пояса и решетки на сжатие и растяжение.

Ручные методы статического расчета ферм и условия их применения в железобетонных конструкциях. В каких случаях следует прибегать к определению внутренних усилий в специализированных программах на ЭВМ.

Максвел-Кремоны, метод вырезания узлов, Радуга, СКАД.

Правила армирования нижнего пояса стропильных фермы и балок.

нижнее армирование – канатная арматура, преднапряженная.

Правила армирования верхнего пояса стропильных ферм и балок.

верхний пояс, не напряженная арматура S500.

Правила проектирования растянутых и сжатых элементов решетки железобетонной стропильной фермы.

+ растяжение; — сжатие.

При узловой нагрузке верхний пояс рассчитывают как центрально сжатый элемент;

нижний – как предварительно напряженный центрально-растянутый элемент;

Правила проектирования узлов железобетонных стропильных ферм.

Правила установки арматуры в промежуточных узлах стропильных ферм.

Правила установки арматуры в опорных узлах стропильных ферм и балок. Принципы расчета опорных узлов железобетонных стропильных ферм и балок.

опорные узлы армируются сетками с наклонным или вертикальным расположением стержней, устанавливаемых с шагом 50-70мм.

В верхнем поясе фермы должна быть предусмотрена установка специальных закладных деталей, к которым привариваются закладные детали панелей. Этим обеспечивается устойчивость верхнего пояса фермы..

Принципы расчета промежуточных узлов железобетонных стропильных ферм.

Где расположено опасное сечение при расчете балок покрытия с параллельными поясами и с уклоном верхнего пояса. Какие еще сечения, кроме опасного, следует рассматривать при проектировании.

Для чего выполняются расчеты в стадиях эксплуатации, транспортировки, изготовления. Что конкретно проверяется на каждой из перечисленных стадий.

Все расчеты выполняются для проверки прочности конструкции, не разрушится ли она. На стадии эксплуатации чтобы прослужила свой срок эксплуатации, а то и больше, при транспортировке — чтобы не сломалась, не треснула и т.п., и на стадии изготовления, чтобы не сломала форму, не разрушилась, чтобы ее реально было изготовить.

Перечислите расчеты, выполненные по I группе предельных состояний, выполненные Вами при расчете конструкции покрытия. В чем их сущность.

1 группа — это прочность нормальных сечений и прочность наклонных сечений.

Нормальное сечение – изгибающий момент.

Наклонное сечение – это поперечная (действующая),

т.к. изгибающий момент … подбираем арматуру продольную.

(Первая группа предельных состояний заключается в расчетах на прочность жесткость и устойчивость, в курсовом проекте проводили:

— Расчет по прочности нормальных сечений (подбираем продольную арматуру)

— Расчет по прочности наклонных сечений (подбираем поперечную арматуру)

— Проверка панели на монтажные нагрузки (подбираем монтажные петли))

Из первой курсовой работы

Перечислите расчеты, выполненные по II группе предельных состояний, выполненные Вами при расчете конструкции покрытия. В чем их сущность.

2 группа предельных состояний – прогиб.

Вторая группа предельных состояний заключается в расчетах по деформациям, в курсовом проекте проводили :

— Определение прогибов (не превышает ли предельно допустимый)

— Расчет панели по раскрытию трещин (не превышает ли предельно допустимую ширину раскрытия трещин)из первой курсовой работы

18. Для каких целей используется предварительное напряжение арматуры.

чтобы конструкции выдерживали большие усилия

Покажите, где находится рабочая и монтажная арматура.

Рабочая арматура в бетоне воспринимает растягивающие усилия, отсюда и ее расположение. В пролете растягивается нижние волокна, значит там должна быть арматура, а на опорах растягиваются крайние верхние волокна поэтому надо ставить арм и там. Не важно плита это или ригель.

Назначение сеток и каркасов, изображенных на чертежах. Где расположена арматура для восприятия поперечных усилий, усилий отрыва полки от стенки. Покажите, где расположена арматура для восприятия нормальных напряжений, касательных напряжений.

Назначение сеток и каркасов заключается в армировании ж.б. элементов, есть основное (которое мы подбираем, это пролетная арматура) и косвенное армирование (больше конструктивное, в торцах колонны, в углах ребристых плит обычно армируют сетками с диаметром 4мм).

Поперечная арматура расположена

например в ригеле и плите на приопорных участках, подробнее в вопросе 52. Сетки от отрыва полки от стенки см рисунок. Нормальные напряжения воспринимает продольная арматура(см вопрос 28 картинки), касательные напряжения воспринимает поперечная арматура (опять же 28 и 54 вопросы)

Расскажите для каких целей (с целью восприятия каких усилий) установлена та или иная арматура на чертеже (отдельные стержни, канаты, проволока либо арматурные элементы) и покажите где в пояснительной записке расчетом подтверждается ее достаточная площадь сечения (подбор либо проверка прочности).

Закладные детали колонны

Цель статического расчета?

Определение внутренних усилий M, Q, N

Определить усилия в элементах по которым будут подбираться сечения и арматура.

Расчетные сечения колонны

Выбор сочетаний нагрузок для расчета стропильных ферм и балок покрытия.

Анализ фермы — изучите методы с примерами

🕑 Время чтения: 1 минута

Изучите методы анализа фермы на примерах. В статье поясняется анализ ферм по способам стыков и по методам сечения. Мы знаем основы равновесия тел; Теперь обсудим фермы, которые используются для изготовления устойчивых несущих конструкций. Примерами этого являются стороны мостов или высоких телебашен или башен, по которым проходят электрические провода. Принципиальная схема конструкции на стороне моста изображена на рисунке 1.Структура, показанная на рисунке 1, по существу является двухмерной структурой. Это известно как плоская ферма. С другой стороны, микроволновая печь или вышка для мобильного телефона — это трехмерная конструкция. Таким образом, есть две категории ферм — плоские фермы, как на сторонах моста, и космические фермы, такие как телебашни. В этом курсе мы сконцентрируемся на плоских фермах, в которых базовые элементы склеены в плоскости. Чтобы проиллюстрировать структуру плоской фермы, позвольте мне взять тонкий стержень (12) между точками 1 и 2 и прикрепить его к фиксированному штифтовому соединению в точке 1 (см. Рисунок 2).Теперь я вставляю штифт (штифт 2) в точку 2 на верхнем конце и навешиваю на него груз W. Вопрос в том, если мы хотим удерживать вес в этой точке, какие еще минимальные опоры мы должны предоставить? Для стержней делаем только штифтовые соединения (мы предполагаем, что все находится в этой плоскости и конструкции не опрокидываются боковыми путями). Так как стержень (12) имеет тенденцию вращаться по часовой стрелке, мы останавливаем движение точки 2 вправо, соединяя с ней стержень (23), а затем останавливаем перемещение точки 3 вправо, соединяя ее с точкой 1 другим стержнем (13).Все соединения в этой конструкции — штыревые. Однако, несмотря на все это, вся конструкция все еще имеет тенденцию поворачиваться по часовой стрелке, потому что на нее действует крутящий момент из-за W. Чтобы противодействовать этому, мы прикрепляем колесо к точке 3 и ставим его на землю. Это минимум, который нам необходим для удержания веса на месте. Треугольник из стержней составляет основу плоской фермы. Примечание: Здесь можно спросить, зачем нам нужен горизонтальный стержень (13). Это потому, что в противном случае точка 3 будет продолжать двигаться вправо, делая всю конструкцию нестабильной.На стержень (13) действуют две силы: одна вертикальная сила, создаваемая колесом, а другая — на конце 2. Однако эти две силы не могут быть коллинеарными, поэтому без стержня (13) система не будет находиться в равновесии. Как правило, в ферме каждое соединение должно быть связано как минимум с тремя стержнями или двумя стержнями и одной внешней опорой. Давайте теперь проанализируем силы в только что сформированной структуре. Для простоты я считаю, что длины всех стержней равны. Чтобы получить силы, я смотрю на все силы на каждом штифте и нахожу условия, при которых штифты находятся в равновесии.Первым делом отметим, что каждый стержень находится в равновесии под действием двух сил, приложенных штифтами на их концах. Как я обсуждал в предыдущей лекции, в этой ситуации силы должны быть коллинеарными и, следовательно, только вдоль стержней. Таким образом, каждый стержень находится под действием растягивающей или сжимающей силы. Таким образом, стержни (12), (23) и (13) испытывают силы, как показано на рисунке 3. Обратите внимание, что мы приняли все силы как сжимающие. Если действительные силы растягивающие, ответ будет отрицательным.Теперь посмотрим на штифт 2. На штифт 2 действуют только силы F ₁₂ из-за стержня (12) и F ₂₃ из-за стержня (23). Далее его тянет вниз груз W. Таким образом, силы, действующие на штифт 2, выглядят так, как показано на рисунке 4. Применение условия равновесия к выводу (2) дает Давайте теперь посмотрим на вывод 3 (см. Рисунок 4). Он находится в равновесии под действием сил F ₂₃, нормальной реакции N и горизонтальной силы F ₁₃. Применение условия равновесия дает Поскольку направление F ₁₃ оказывается отрицательным, направление должно быть противоположным предполагаемому.Баланс сил в вертикальном направлении дает Таким образом, мы видим, что этими тремя стержнями удерживается вес. Конструкция определена и удерживает вес на месте. Даже если мы заменим штифтовые соединения небольшой пластиной (известной как косынка) с двумя или тремя штифтами в них, анализ останется в значительной степени таким же, потому что штифты расположены так близко друг к другу, что они почти не создают никаких моментов в суставах. Даже если стержни сварены вместе в местах соединения, с большой степенью точности большая часть силы передается продольно на стержни, хотя некоторый очень небольшой (незначительный) момент создается стыками и может быть результатом возможного изгиба стержней. .Теперь мы готовы построить ферму и проанализировать ее. Мы собираемся построить его, складывая вместе все больше и больше треугольников. Как видите, когда мы складываем эти треугольники, член шарнира j и количество стержней (стержней) m связаны следующим образом:

м = 2j — 3

Это делает ферму статически определимой. Это легко понять следующим образом. Сначала рассмотрите всю ферму как одну систему. Если он должен быть определен статически, на нем должны быть только три неизвестные силы, потому что для сил в плоскости существует три состояния равновесия.Зафиксируйте один из его концов штифтовым соединением и поместите другой на ролик (ролик также дает дополнительное преимущество в том, что он может помочь отрегулировать любое изменение длины элемента из-за деформаций). Если мы хотим определить эти внешние силы и силу в каждом элементе фермы, общее количество неизвестных составит м + 3 . Мы решаем эти неизвестные, записывая условия равновесия для каждого штифта; таких уравнений будет 2j . Чтобы система была определимой, мы должны иметь m + 3 = 2j , что является условием, приведенным выше.Если мы добавим еще членов, они станут избыточными. С другой стороны, меньшее количество стержней сделает ферму нестабильной и она разрушится при нагрузке. Это произойдет потому, что ферма не сможет обеспечить необходимое количество сил для выполнения всех условий равновесия. Статически определенные фермы известны как простые фермы. Exercise 1: На рисунке 5 показаны три обычно используемые фермы по сторонам мостов. Покажите, что все три из них — простые фермы.Вы спросите, зачем мы ставим на мосты фермы. Как покажет наш дальнейший анализ, они распределяют нагрузку по всем элементам и тем самым делают мост более прочным. Теперь мы хотим получить силы, возникающие в различных плечах фермы при внешней нагрузке. Это делается при следующих предположениях:

Если средняя линия элементов фермы встречается в точке, эта точка считается шарнирным соединением. Это очень удачное предположение, потому что, как мы видели ранее, вводя ферму (треугольник с шарнирным соединением), нагрузка передается на другой элемент фермы, так что силы остаются по существу коллинеарными с элементом.
Все внешние нагрузки прилагаются к штыревым соединениям.
Вес всех элементов поровну делится на соединительные штифты.

Существует два метода определения сил в элементах фермы — метод соединений и метод сечений. Начнем с метода стыков:

Анализ фермы — Метод соединений: В методе соединений мы смотрим на равновесие штифта в соединениях. Поскольку силы параллельны на штифте, нет уравнения момента, а только два уравнения равновесия, а именно.. Поэтому мы начинаем наш анализ с точки, где имеется одна известная нагрузка и не более двух неизвестных сил. Вес каждого элемента разделен на две половины, которые поддерживаются каждым штифтом. В какой-то мере мы уже упоминали этот метод при введении ферм. Проиллюстрируем это двумя примерами. Пример 1: В качестве первого примера я беру ферму ABCDEF, как показано на рисунке 6, и загружаю ее в точке E на 5000N. Длина мелких элементов фермы составляет 4 м, а длина диагональных элементов — м.Теперь я найду силы в каждом элементе этой фермы, считая их невесомыми. Мы принимаем каждую точку за шарнирное соединение и начинаем уравновешивать силы на каждом из штифтов. Поскольку контакт E имеет внешнюю нагрузку 5000N, можно начать с него. Однако точка E имеет более 2 неизвестных сил, поэтому мы не можем начать с E. Поэтому сначала мы рассматриваем ферму в целом и обнаруживаем реакции земли в точках A и D, потому что тогда в точках A и D их останутся только две неизвестные силы. . Горизонтальная реакция Nx в точке A равна нулю, потому что на систему нет внешней горизонтальной силы.Чтобы найти N ₂ , я использую момент около A, чтобы получить что через уравнение дает Что касается метода соединений, давайте теперь начнем с штифта А и уравновесим различные силы. Мы уже прогнозируем направление и показываем их примерно в точке А (рисунок 7). Все углы, которые образуют диагонали, составляют 45 °. Единственные уравнения, о которых мы сейчас беспокоимся, — это уравнения баланса сил. Имейте в виду, что сила, действующая на стержни AB и AF, будет противоположна силам, действующим на штифт (закон Ньютона III ^rd).Следовательно, сила на элементе AB является сжимающей (отталкивает штифт A), тогда как сила на AF является растягивающей (притягивает A к себе). Далее я рассматриваю соединение F, в котором известна сила AF, а две силы BF и FE неизвестны. Для пинты F Затем я перейду к точке B, так как теперь там есть только две неизвестные силы. В точке B Отрицательный знак показывает, что, хотя мы показали, что F _BE сжимается, на самом деле он растягивается. Затем я рассматриваю точку C и уравновешиваю там силы. Я уже предвидел направление сил и показал, что F _CE является растягивающим, а F _CD — сжимающим. Затем я перехожу к выводу D, где нормальная реакция — N, и уравновешиваю силы.Таким образом были определены силы в различных элементах фермы. Они есть Вам может быть интересно, как мы получили все силы, не используя уравнения во всех суставах. Напомним, так мы получили условие статической определенности. Нам не нужно было использовать все сочленения, потому что мы уже рассмотрели систему в целом и получили оттуда два уравнения. Таким образом, одно соединение — в данном случае E — не подлежит анализу. Однако, учитывая, что ферма определена статически, все эти силы также должны уравновешиваться в точке E, где была приложена нагрузка.Я оставлю это вам в качестве упражнения. Затем я спрашиваю, как бы изменилась ситуация, если бы каждый элемент фермы имел вес. Предположим, что каждый элемент весит 500 Н, тогда, предполагая, что нагрузка делится поровну между двумя штифтами, удерживающими элемент, нагрузка на ферму будет выглядеть, как показано на рисунке 8 (нагрузка из-за веса, как показано красным). За исключением точек A и D нагрузка из-за веса составляет 750 Н; в точках A и D — 500N. Теперь внешняя реакция на каждом конце будет. Дополнительные 2000 Н можно рассчитать либо из уравнения момента, либо сразу, зная, что новый добавленный вес идеально симметричен относительно центра фермы и, следовательно, будет поровну разделен между двумя опорами.Для уравновешивания сил на других штифтах мы следуем той же процедуре, что и выше, учитывая при этом, что каждый штифт теперь имеет внешнюю нагрузку из-за веса каждого элемента. Я найду силы в каком-нибудь элементе фермы. Глядя на вывод A, получаем Затем мы переходим к точке F и видим, что силы равны Аналогичным образом можно решить и другие штифты в ферме, и я оставляю это вам в качестве упражнения. Продемонстрировав вам метод соединения, мы перейдем к рассмотрению метода секций, который непосредственно передает силу на желаемый элемент фермы.

Анализ фермы — Метод сечения: Как следует из названия, в методе секций мы делаем секции через ферму, а затем вычисляем силу в элементах фермы, через которые выполняется разрез. Например, если я возьму задачу, которую мы только что решили в методе соединений, и сделаю сечение S ₁, S ₂ (см. Рисунок 9), мы сможем определить силы в стержнях BC, BE и FE. с учетом равновесия части слева или справа от секции.Позвольте мне сейчас проиллюстрировать это. Как и в случае метода соединений, мы начинаем с определения реакций внешней опоры фермы, рассматривая ее как твердое тело в целом. В данном конкретном случае это дает N в точке D и N в точке A. Теперь давайте рассмотрим сечение фермы слева (см. Рисунок 10). Поскольку вся эта секция находится в равновесии,. Обратите внимание, что теперь мы используем все три уравнения равновесия, поскольку силы в отдельных элементах не совпадают.Направление силы в каждом элементе можно в значительной степени угадать при осмотре. Таким образом, сила в секции элементов BE должна быть направлена вниз, потому что нет другого элемента, который может дать направленную вниз силу, чтобы уравновесить реакцию N, в точке A. Это ясно говорит нам, что F BE является растягивающим. Точно так же, чтобы противостоять крутящему моменту вокруг B, создаваемому силой Н, в A, сила на FE также должна быть от F до E. Таким образом, эта сила также является растягивающей. Если мы теперь рассмотрим баланс крутящего момента относительно A, N и F _{, FE} не даст никакого крутящего момента относительно A.Таким образом, чтобы противодействовать крутящему моменту, создаваемому F _BE, сила на BC должна действовать в направлении B, тем самым делая силу сжимающей. Давайте теперь посчитаем отдельные силы. F _FE рассчитать проще всего. Для этого мы возьмем момент о B. Это дает 4 × = 4 × F FE F FE = N Затем мы вычисляем F _BE. Для этого воспользуемся уравнением. Это дает Наконец, чтобы вычислить F _BC, мы можем использовать либо уравнение относительно A, либо Таким образом, мы определили силы в этих трех элементах напрямую, без расчета сил, идущих от одного сустава к другому, и сэкономили много времени и усилий в этом процессе.Силы в правой секции будут противоположны силам в левой секции в точках, через которые секция разрезана. Это можно использовать для проверки нашего ответа, и я оставляю это вам в качестве упражнения. После этой иллюстрации позвольте мне описать шаги, которые предпринимаются для определения сил в элементах фермы методом сечений: 1. Сделайте разрез, чтобы разделить ферму на секции, пропуская разрез через элементы там, где требуется усилие. 2. Сделайте разрез через три элемента фермы, потому что с тремя уравнениями равновесия, а именно.мы можем решить максимум за три силы. 3. Примените условия равновесия и найдите желаемые силы. В применении метода сечений изобретательность заключается в том, чтобы сделать правильный. Метод после способа прямого вычисления желаемой силы, избегая тяжелой работы, связанной с применением метода суставов, где нужно решать для каждого сустава.

% PDF-1.3 % 4544 0 объект > эндобдж xref 4544 81 0000000016 00000 н. 0000001975 00000 н. 0000004248 00000 н. 0000004952 00000 н. 0000006224 00000 н. 0000006403 00000 п. 0000007676 00000 н. 0000007800 00000 н. 0000007953 00000 н. 0000008127 00000 н. 0000008150 00000 н. 0000009422 00000 н. 0000009591 00000 н. 0000010545 00000 п. 0000010568 00000 п. 0000011473 00000 п. 0000011496 00000 п. 0000011668 00000 п. 0000012941 00000 п. 0000013719 00000 п. 0000013742 00000 п. 0000013906 00000 п. 0000015178 00000 п. 0000016023 00000 п. 0000016046 00000 п. 0000016828 00000 п. 0000016851 00000 п. 0000017712 00000 п. 0000017735 00000 п. 0000018548 00000 п. 0000018571 00000 п. 0000018798 00000 п. 0000018822 00000 п. 0000020050 00000 п. 0000020074 00000 п. 0000020098 00000 н. 0000024247 00000 п. 0000024271 00000 п. 0000024514 00000 п. 0000033237 00000 п. 0000033261 00000 п. 0000034477 00000 п. 0000034501 00000 п. 0000034524 00000 п. 0000034548 00000 п. 0000035342 00000 п. 0000035366 00000 п. 0000036628 00000 п. 0000036866 00000 н. 0000038090 00000 п. 0000039299 00000 н. 0000039534 00000 п. 0000043974 00000 п. 0000044207 00000 п. 0000046987 00000 п. 0000047011 00000 п. 0000047583 00000 п. 0000047605 00000 п. 0000047627 00000 п. 0000047682 00000 п. 0000047708 00000 п. 0000198684 00000 н. 0000198909 00000 н. 0000199249 00000 н. 0000199513 00000 н. 0000199796 00000 н. 0000199820 00000 н. 0000199874 00000 н. 0000204309 00000 н. 0000204364 00000 н. 0000204419 00000 н. 0000204474 00000 н. 0000204529 00000 н. 0000204602 00000 н. 0000204656 00000 н. 0000204710 00000 н. 0000204764 00000 н. 0000204819 00000 н. 0000204873 00000 н. 0000002060 00000 н. 0000004224 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 4545 0 объект > эндобдж 4623 0 объект > транслировать HW} pg w7 \ / 4v: ߷ G.0Z

Microsoft Word — Example_Roof_Truss_Analysis.docx

% PDF-1.6 % 10 0 obj > эндобдж 7 0 объект > поток PScript5.dll Версия 5.2.22010-08-25T08: 35: 06-05: 002010-08-25T08: 09: 56-05: 002010-08-25T08: 35: 06-05: 00application / pdf

Microsoft Word — Example_Roof_Truss_Analysis .docx

jrichard

Acrobat Distiller 8.2.2 (Windows) uuid: 6625809d-a3a0-4c13-9c3e-230c08b571fauuid: 5acf2c30-15c6-4549-93ae-059dc3155761 конечный поток эндобдж 95 0 объект > / Кодировка >>>>> эндобдж 6 0 obj > эндобдж 11 0 объект > эндобдж 165 0 объект > эндобдж 99 0 объект > эндобдж 132 0 объект > эндобдж 74 0 объект > эндобдж 47 0 объект > эндобдж 73 0 объект > поток h [Yo # ~ 篘 Gm

(PDF) Расчет усилия стержня ферменной конструкции

122 Сарагих., Purba & Winarno / Jurnal Teknologi (Science & Engineering) 77:22 (2015) 121-128

к другому, применяя закон балансировки соединений,

Fx = 0 и Fy = 0. Соединение, которое может быть

Вычисленное значение

соответствует максимуму двум неизвестным силам стержня

и одному минимуму известному усилию стержня

. Если условие не выполняется, то одно или несколько

сил стержня должны быть предварительно рассчитаны с помощью

, применяя закон балансировки секций [2].

Microsoft Excel Solver (сокращенно MES) — это один из

инструментов из MS Excel, который использует алгоритмы или методы решения

для моделирования ряда переменных в

таким образом, чтобы в то же время он соответствовал

определенной целевой функции и

определенной функции ограничения [3,5].

Существует много литературы, в которой обсуждаются программы MES

в различных секторах, особенно в бизнесе, и

в технических секторах.Все приложение может быть разделено на

на две категории, а именно на категорию линейного программирования

и категорию нелинейного программирования

. Если целевая функция или функция препятствия

имеет мощность единицы, или обе имеют мощность

единицы, то это называется линейным программированием, а если они

имеют мощность более одного, это называется не —

линейное программирование [4].

В случаях линейного программирования или нелинейного программирования

существует несколько примеров использования MES

для решения таких задач, как: кратчайший маршрут,

максимальный поток, минимально затратный емкостной поток,

квадратичные и стохастические программы [5].

Другими примерами применения MES для решения задач линейного программирования

являются определение процентного содержания материала

при планировании комбинированного агрегата

, решение задачи управления транспортировкой

при определении оптимума

маршрут доставки товаров и определить

решений задачи сетевого планирования. В дополнении

некоторые примеры приложения MES в случае нелинейного программирования

включают в себя определение

уравнения интенсивности дождя и оценку расхода

труб в системе замкнутой сети трубопроводов

[ 6].

Программа MES также используется для оптимизации значений

«весового ассоциата» искусственной нейронной сети для

моделирования речного стока в водохранилище, и

было выполнено с хорошими результатами [7].

Исследователи не нашли публикации

, в которой специально обсуждается применение MES для

при расчете сил стержня конструкции фермы с использованием метода соединения

Если оба вышеперечисленных метода (метод соединения из

Ritter и метод оптимизации из MS Excel) объединены в

, то очень возможно разработать новый альтернативный метод

для расчета сил стержня

ферменная конструкция.

Цели экспериментов заключаются в следующем:

a) Создать оптимизирующую модель, которая одновременно

удовлетворяет потребности во входных данных для программы MES

и закона равновесия соединений, и в дальнейшем

именуется Оптимизационной моделью решателя. (сокращенно

как SOM)

b) Для расчета сил стержня конструкции фермы

с использованием программы MES на основе вышеуказанного SOM

c) Для расчета тех же усилий стержня, но для этой цели используется метод Ritter

проверки

d) Применять развивающийся метод при расчете линии влияния

2.0 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Типы ферм и FBD

Перед моделированием исследователи сначала определили диаграмму свободного тела (FBD)

конструкции фермы, которая была завершена с такими внешними силами. На основании

литературных исследований, в этом письме было зарегистрировано 10 типов конструкции фермы

(3 типа представляют собой ферму крыши, а

7 типов представляют собой порядок / каркас моста) для анализа

с использованием метода, разработанного в этой статье. .

Конфигурация десяти типов представлена в таблице

1, где наименьший номер стержня — 21, наибольший

— 49, а наименьший номер узла

— 12 точек, а наибольший. составляет 26 баллов. Левая половина

частей десяти FBD представлена на Рисунке 1 до

Рисунка 10.

Данные в таблице 1 показывают, что десять типов конструкции фермы

, которые были проанализированы, безусловно, являются статическими

, потому что каждый тип соответствует следующим условиям

Нм = 2 * Nc — Nr

Где:

Nm = номер элемента фермы (столбец 5)

Nc = номер соединения или узла (столбец

Nr = величина реакции опоры (= 3,

, поскольку они расположены на шарнире и сверните

пьедестал)

2.2 Приложение нагрузок

Для каждого типа ферм моста, который считается, предполагается, что нагрузка

в 1 кН действует вертикально вниз в точке

, которая расположена внизу

в середине пролета. Причина выбора места расположения такой нагрузки

состоит только в том, чтобы быть симметричным, поэтому

, что будет представлена только половина результата расчета

В то время как для всех типов стропильных ферм применяется преобладающая конфигурация

, в этом случае предполагается нагрузка 2 кН.

работает вертикально вниз на любом соединении между

двумя сторонами скамеечки для ног.Исследователи

предположили, что на обоих соединениях скамейки для ног

(или соединении над подставкой для ног) нагрузка 1 кН работает в одном и том же направлении

. На основе FBD и приложения загрузки была рассчитана реакция размещения

. Конфигурация нагрузки

и наложение

Реакция всех типов ферм представлена в таблице 2.

Таблица 1 Конфигурация 10 типов расчетных ферм

Расчет ветрового сноса в зданиях с шахматной фермой

Участник
БЕСПЛАТНО
Не член
10 долларов.00

Леффлер, Роберт Э. (1983). «Расчет ветрового сноса в зданиях с шахматной фермой», Engineering Journal , Американский институт стальных конструкций, Vol. 20. С. 1-28.

Важной особенностью каркасной системы с шахматной фермой являются стальные фермы высотой в этаж, которые охватывают всю ширину здания.Эти фермы используются в шахматном порядке, так что они располагаются в каждом втором ряду столбцов на каждом этаже. Полы, обычно из сборного предварительно напряженного бетона, простираются от нижнего пояса одной фермы до верхнего пояса соседней фермы, так что пролет системы перекрытий составляет половину расстояния между фермами. Поскольку высота зданий со стальным каркасом и шахматной фермой превышает 20 этажей, необходимость расчета ветрового отклонения (сноса) становится все более важной. Однако из-за того, что система смещенных ферм отличается от обычных систем каркаса, соответствующий метод расчета сноса может быть не очевиден.Следовательно, был разработан метод расчета сноса в зданиях с шахматной фермой, и с помощью конечноэлементного компьютерного анализа была подтверждена точность метода. В частности, модель NASTRAN была сделана для здания, описанного в этой статье, и был проведен полный анализ для расчета прогибов на каждом этаже. Результат показал, что разница в результатах между ручными вычислениями и анализом NASTRAN в целом была менее 1,5%. Представлен пример конструкции, чтобы проиллюстрировать метод ручного расчета.

Опубликовано: 1983, Квартал 1

Автор (ы)

Роберт Э.Leffler

Bentley — Документация по продукту

MicroStation

Справка MicroStation

Ознакомительные сведения о MicroStation

Справка MicroStation PowerDraft

Ознакомительные сведения о MicroStation PowerDraft

Краткое руководство по началу работы с MicroStation

Справка по синхронизатору iTwin

ProjectWise

Справка службы автоматизации Bentley

Ознакомительные сведения об услуге Bentley Automation

Сервер композиции Bentley i-model для PDF

Подключаемый модуль службы разметки

PDF для ProjectWise Explorer

Справка администратора ProjectWise

Справка службы загрузки данных ProjectWise Analytics

Коннектор ProjectWise для ArcGIS — Справка по расширению администратора

Коннектор ProjectWise для ArcGIS — Справка по расширению Explorer

Коннектор ProjectWise для ArcGIS Справка

Коннектор ProjectWise для Oracle — Справка по расширению администратора

Коннектор ProjectWise для Oracle — Справка по расширению Explorer

Коннектор ProjectWise для справки Oracle

Коннектор управления результатами ProjectWise для ProjectWise

Справка портала управления результатами ProjectWise

Ознакомительные сведения по управлению поставками ProjectWise

Справка ProjectWise Explorer

Справка по управлению полевыми данными ProjectWise

Справка администратора геопространственного управления ProjectWise

Справка ProjectWise Geospatial Management Explorer

Сведения о геопространственном управлении ProjectWise

Модуль интеграции ProjectWise для Revit Readme

Руководство по настройке управляемой конфигурации ProjectWise

Справка по ProjectWise Project Insights

ProjectWise Plug-in для Bentley Web Services Gateway Readme

ProjectWise ReadMe

Матрица поддержки версий ProjectWise

Веб-справка ProjectWise

Справка по ProjectWise Web View

Справка портала цепочки поставок

Управление эффективностью активов

Справка по AssetWise 4D Analytics

Справка по услугам AssetWise ALIM Linear Referencing Services

AssetWise ALIM Web Help

Руководство по внедрению AssetWise ALIM в Интернете

AssetWise ALIM Web Краткое руководство, сравнительное руководство

Справка по AssetWise CONNECT Edition

AssetWise CONNECT Edition Руководство по внедрению

Справка по AssetWise Director

Руководство по внедрению AssetWise

Справка консоли управления системой AssetWise

Руководство администратора мобильной связи TMA

Справка TMA Mobile

Анализ моста

Справка по OpenBridge Designer

Справка по OpenBridge Modeler

Строительный проект

Справка проектировщика зданий AECOsim

Ознакомительные сведения AECOsim Building Designer

AECOsim Building Designer SDK Readme

Генеративные компоненты для справки проектировщика зданий

Ознакомительные сведения о компонентах генерации

Справка по OpenBuildings Designer

Ознакомительные сведения о конструкторе OpenBuildings

Руководство по настройке OpenBuildings Designer

OpenBuildings Designer SDK Readme

Справка по генеративным компонентам OpenBuildings

Ознакомительные сведения по генеративным компонентам OpenBuildings

Справка OpenBuildings Speedikon

Ознакомительные сведения OpenBuildings Speedikon

OpenBuildings StationDesigner Help

OpenBuildings StationDesigner Readme

Гражданское проектирование

Помощь в канализации и коммунальных услугах

Справка OpenRail ConceptStation

Ознакомительные сведения по OpenRail ConceptStation

Справка по OpenRail Designer

Ознакомительные сведения по OpenRail Designer

Справка конструктора надземных линий OpenRail

Справка OpenRoads ConceptStation

Ознакомительные сведения по OpenRoads ConceptStation

Справка по OpenRoads Designer

Ознакомительные сведения по OpenRoads Designer

Справка по OpenSite Designer

Файл ReadMe для OpenSite Designer

Строительство

ConstructSim Справка для руководителей

ConstructSim Исполнительное ReadMe

ConstructSim Справка издателя i-model

Справка по планировщику ConstructSim

ConstructSim Planner ReadMe

Справка стандартного шаблона ConstructSim

ConstructSim Work Package Server Client Руководство по установке

Справка по серверу рабочих пакетов ConstructSim

ConstructSim Work Package Server Руководство по установке

Справка управления SYNCHRO

SYNCHRO Pro Readme

Энергия

Справка по Bentley Coax

Bentley Communications PowerView Help

Ознакомительные сведения о Bentley Communications PowerView

Справка по Bentley Copper

Справка по Bentley Fiber

Bentley Inside Plant Help

Справка конструктора Bentley OpenUtilities

Ознакомительные сведения о Bentley OpenUtilities Designer

Справка по подстанции Bentley

Ознакомительные сведения о подстанции Bentley

Справка по OpenComms Designer

Ознакомительные сведения о конструкторе OpenComms

Справка OpenComms PowerView

Ознакомительные сведения OpenComms PowerView

Справка инженера OpenComms Workprint

OpenComms Workprint Engineer Readme

Справка подстанции OpenUtilities

Ознакомительные сведения о подстанции OpenUtilities

PlantSight AVEVA Diagrams Bridge Help

PlantSight AVEVA PID Bridge Help

Справка по экстрактору мостов PlantSight E3D

Справка по PlantSight Enterprise

Справка по PlantSight Essentials

PlantSight Открыть 3D-модель Справка по мосту

Справка по PlantSight Smart 3D Bridge Extractor

Справка по PlantSight SPPID Bridge

Promis.e Справка

Promis.e Readme

Руководство по установке Promis.e — управляемая конфигурация ProjectWise

Руководство пользователя sisNET

Руководство по настройке подстанции

— управляемая конфигурация ProjectWise

Инженерное сотрудничество

Справка рабочего стола Bentley Navigator

Геотехнический анализ

PLAXIS LE Readme

Ознакомительные сведения о PLAXIS 2D

Ознакомительные сведения о программе просмотра вывода PLAXIS 2D

Ознакомительные сведения о PLAXIS 3D

Ознакомительные сведения о программе просмотра 3D-вывода PLAXIS

PLAXIS Monopile Designer Readme

Управление геотехнической информацией

Справка администратора gINT

Справка gINT Civil Tools Pro

Справка gINT Civil Tools Pro Plus

Справка коллекционера gINT

Справка по OpenGround Cloud

Гидравлика и гидрология

Справка Bentley CivilStorm

Справка Bentley HAMMER

Справка Bentley SewerCAD

Справка Bentley SewerGEMS

Справка Bentley StormCAD

Справка Bentley WaterCAD

Справка Bentley WaterGEMS

Проектирование шахты

Справка по транспортировке материалов MineCycle

Ознакомительные сведения по транспортировке материалов MineCycle

Моделирование мобильности

LEGION 3D Руководство пользователя

Справка по подготовке САПР LEGION

Справка по построителю моделей LEGION

Справка по API симулятора LEGION

Ознакомительные сведения об API симулятора LEGION

Справка по симулятору LEGION

Моделирование

Bentley Посмотреть справку

Ознакомительные сведения о Bentley View

Анализ морских конструкций

SACS Close the Collaboration Gap (электронная книга)

Ознакомительные сведения о SACS

Анализ напряжений в трубах и сосудов

AutoPIPE Accelerated Pipe Design (электронная книга)

Советы новым пользователям AutoPIPE

Краткое руководство по AutoPIPE

AutoPIPE & STAAD.Pro

Завод Дизайн

Ознакомительные сведения об экспортере завода Bentley

Bentley Raceway and Cable Management Help

Bentley Raceway and Cable Management Readme

Bentley Raceway and Cable Management — Руководство по настройке управляемой конфигурации ProjectWise

Справка по OpenPlant Isometrics Manager

Ознакомительные сведения о диспетчере изометрических данных OpenPlant

Справка OpenPlant Modeler

Ознакомительные сведения для OpenPlant Modeler

Справка по OpenPlant Orthographics Manager

Ознакомительные сведения для менеджера орфографии OpenPlant

Справка OpenPlant PID

Ознакомительные сведения о PID OpenPlant

Справка администратора проекта OpenPlant

Ознакомительные сведения для администратора проекта OpenPlant

Техническая поддержка OpenPlant Support

Ознакомительные сведения о технической поддержке OpenPlant

Справка PlantWise

Ознакомительные сведения о PlantWise

Реальность и пространственное моделирование

Справка по карте Bentley

Справка по мобильной публикации Bentley Map

Ознакомительные сведения о карте Bentley

Справка консоли облачной обработки ContextCapture

Справка редактора ContextCapture

Файл ознакомительных сведений для редактора ContextCapture

Мобильная справка ContextCapture

Руководство пользователя ContextCapture

Справка Декарта

Ознакомительные сведения о Декарте

Справка карты OpenCities

Ознакомительные сведения о карте OpenCities

OpenCities Map Ultimate для Финляндии Справка

Карта OpenCities Map Ultimate для Финляндии Readme

Структурный анализ

Справка OpenTower iQ

Справка по концепции RAM

Справка по структурной системе RAM

STAAD Close the Collaboration Gap (электронная книга)

STAAD.Pro Help

Ознакомительные сведения о STAAD.Pro

STAAD.Pro Physical Modeler

Расширенная справка по STAAD Foundation

Дополнительные сведения о STAAD Foundation

Детализация конструкций

Справка ProStructures

Ознакомительные сведения о ProStructures

ProStructures CONNECT Edition Руководство по внедрению конфигурации

ProStructures CONNECT Edition Руководство по установке — Управляемая конфигурация ProjectWise

5 лучших бесплатных программ для проектирования ферм для Windows

Вот список из лучших бесплатных программ для проектирования фермен для Windows.Это программное обеспечение служит как для проектирования, так и для анализа ферм. Используя это бесплатное ПО для проектирования ферм, вы можете создавать фермовые конструкции и рассчитывать различные связанные параметры. Используя полученные данные, студенты или инженеры могут проанализировать возможное поведение ферм.

Во-первых, чтобы создать ферму, вы можете нарисовать фермы различной формы. V-ферма, A-ферма, N-ферма, Pratt, Pratt Lattice, Warren Plus, и т. Д. Вы можете настроить Dimensions, Upper Chord, Lower Chord , Распорки, несущие балки, ограничители, и т. Д.Это программное обеспечение для проектирования ферм предоставляет другие элементы, необходимые для создания ферм, такие как узлы , стержни, опоры (шарнир, ролик и т. Д.), Силы , и т. Д. Вы можете назначать различные виды нагрузок (постоянные, накладываемые, ветровые , медленный и т. д.) в вашу структуру. Когда вы закончите создание фермы, просто запустите анализ, чтобы просмотреть различные результаты, включая отклонения , , реакции на опорах , осевые силы, усилие сдвига, момент, перемещение по оси X, перемещение по оси Y и вращение по оси Z для начала и конца. узлы, и др.

В целом, это программное обеспечение для анализа ферм чрезвычайно проста в использовании и настоятельно рекомендуется начинающим инженерам-строителям для решения проблем с ферм.

Моя любимая программа для проектирования ферм:

Trusses + — один из моих любимых программ для расчета конструкции и анализа ферм, поскольку он предоставляет широкий спектр инструментов для проектирования и анализа ферм. Он предоставляет заранее определенные формы для проектирования полной ферменной конструкции и подробный отчет об анализе фермы. TRUSS4 — также довольно хороший бесплатный калькулятор ферм.

Кроме того, вы можете ознакомиться со списками лучших бесплатных программ для проектирования конструкций, калькулятора изгибающего момента и программного обеспечения для моделирования физики для Windows.

Фермы +

Trusses + — это бесплатная программа для проектирования и анализа фермы для Windows. Основной интерфейс этого программного обеспечения разделен на различные разделы для : добавление деталей проекта, чертеж фермы, анализ фермы, и т. Д.В основном на его интерфейсе есть вкладки Structure , Load и Analysis , где вы найдете различные опции, с помощью которых вы можете создавать и анализировать фермы. Давайте поговорим об этих вкладках и инструментах, которые они предоставляют.

Вкладка структуры:

Геометрия: Выберите желаемую форму фермы, например V-Truss, A-Truss, N-Truss, Pratt, Pratt Lattice, Warren Plus, и т. Д. Дополнительно вы можете указать количество панелей, длину, высоту , и глубина .
Кроме того, вы можете настроить : верхний пояс, нижний пояс, распорки, несущие балки, ограничители и т. Д.

Вкладка нагрузки:

На этой вкладке вы можете назначить нагрузки (постоянные, наложенные, ветровые, медленные) со значением для вашей конструкции.
Он также предоставляет поле шириной отсека , которое вы можете настроить.

Вкладка анализа:

Для целей анализа вы можете установить параметры анализа, включая частичный коэффициент безопасности и предел отклонения с левой панели интерфейса.Он предоставляет аналитические отчеты в двух видах представления: Сводка и Загрузка . Первый предоставляет сводный отчет, а второй — отчет для конкретного случая нагружения. Он в основном рассчитывает внутреннюю силу и выполняет проверку конструкции элементов. Вы можете просмотреть результаты прогибов (максимальное смещение для каждой точки) , реакции на опорах (максимальная реакция для каждой опоры) , осевых сил (максимальная осевая сила для каждой балки) , проверка SLS (максимальное смещение для каждая комбинация SLS) и ULS Verification (значения критериев, а также соответствующая комбинация для определенных элементов).

Он предоставляет кнопку Optimize для выполнения оптимизации разделов Simple или Advanced . Вы можете нажать кнопку Verify , чтобы просто проверить эффект изменений. Используя опцию Report , вы можете получить три типа отчета: Synthesis (окончательные коэффициенты проверки), Intermediate (данные, осевые силы огибающей для каждого стержня, таблица соотношений стержней конструкции) и Подробный (аналитические уравнения с промежуточными значениями) отчеты.

Trusses + — хорошая бесплатная программа для проектирования ферм. Вы можете настроить единицы длины (мм, см, м) и силы (Н, кН), используемые в вашей конструкции. Он также поддерживает несколько окон, чтобы вы могли работать над разными проектами одновременно. Для созданной конструкции вы можете разрешить отображение имен узлов, балок, стержней и сечений и рисовать постоянные, наложенные, ветровые и снеговые нагрузки.

TRUSS4

TRUSS4 — еще одна программа для проектирования ферм для Windows.Полная версия этого программного обеспечения является платной, но вы можете использовать ее демо-версию бесплатно. Демо-версия имеет множество ограничений функций, например вы не можете сохранить свою работу, она не позволяет вам создать ферменную конструкцию с более чем 30 элементами, 20 соединениями, 2 опорами и 2 случаями нагрузки и т. д. Тем не менее, бесплатная версия поставляется с различными необходимыми инструментами для рисования и проанализировать ферменные конструкции. Вся эта процедура разделена на два основных этапа:

1. Создание конструкции фермы

Чтобы спроектировать ферменную конструкцию, выполните следующие действия:

Перейдите в меню «Файл»> «Создать» и выберите вариант Truss Generator .Вы увидите фермы различных форм, такие как двускатный , левый угол бедра, распорка, двускатная лестница, ферма чердака, прогон , и связка, плоский, и т. Д. Выберите желаемую форму, чтобы начать с ферменной конструкции.
Теперь в новом окне вы можете определить различные параметры вашей ферменной конструкции. Эти параметры включают размеров (пролет, высота, левый шаг, высота пространства, ширина пространства, расстояние до вершины, правый шаг и т. Д.), краевые опоры (тип опоры, смещение, ширина) и внутренние опоры (положение , тип опоры, ширина).Другие параметры: нижний пояс , левый нижний и правый нижний (перпендикулярно, вертикально, пересечение, параллельно и т. Д.), Тип детали , высота карниза, без выступа, левый край, правый край, левый верхний, правый верхний, и т. Д. Далее необходимо выбрать веб-генератор и указать заглушку (левая / правая часть заглушки, тип детали).
В меню Data Entry вы можете определить топологию (соединения, элементы), ферму (детали, гвоздевые пластины, стержни), нагрузку (соединение, элемент) и структуру (вырезы фермы, не -конструкционные стыки, неструктурные элементы).Чтобы добавить загружение, вы можете указать тип нагрузки (собственный вес, кровля, полная снеговая нагрузка, ветер, приложенная нагрузка и т. Д.), тип (постоянная, долговременная переменная, мгновенная переменная, случайная и т. Д.) , Коэффициент нагрузки , и т. Д.

2. Результаты анализа фермы

В меню Analysis вы найдете различные инструменты для различных целей анализа и оценки. Эти инструменты включают Mounting (монтаж конструкции с помощью отрезков), Automatic Design (автоматическое проектирование конструкции, деревянных профилей и гвоздей), Pricing Calculations (расчет цены данной конструкции), Quotation ( общие геометрические свойства и информация о ценах) и т. д.Он предоставляет четыре типа аналитических отчетов:

Структурный анализ : этот результат включает отчеты о деформациях, внутренней силе, реакциях и т. Д.
Проверка элементов : отображает результаты с таблицей, содержащей элементов, разделов, максимальное использование и решающую комбинацию . Это в основном говорит о том, доволен ли участник или нет.
Проверка стыков : В ней отображается таблица с типом стыков, размером гвоздевых пластин, поперечным сечением и расположением стеновых пластин, а также с указанием того, соответствует ли стык.
Linear Stability : Здесь вы можете просмотреть общий отчет анализа и собственные значения для отдельных комбинаций. Он также показывает проанализированную структуру с формой изгиба по отношению к выбранной комбинации.

Другие удобные инструменты, предоставляемые этим программным обеспечением, включают Измерение расстояния, Автоматические режимы восстановления, и т. Д.

Позволяет импортировать структуры в формате DXF и экспортировать их в различные форматы САПР. Вы можете экспортировать документацию в форматах XLS, TXT и т. Д.форматы. Также отчет об анализе можно распечатать (в формате PDF).

Анализ фермы 2D

2D Truss Analysis — еще одно бесплатное программное обеспечение для проектирования и анализа фермы. Как и другое программное обеспечение в этом списке, оно также позволяет проектировать фермы и рассчитывать внутренние силы и напряжения вдоль стержней.

Чтобы спроектировать ферменную конструкцию, вы можете нарисовать элемент рамы, вставить нагрузку элемента (горизонтальную, вертикальную), добавить узловую нагрузку (горизонтальную, вертикальную или моментную), назначить опору (горизонтальный / вертикальный ролик, шарнир, фиксированная и т. д.), а назначают опору пружины (горизонтальная / вертикальная поступательная пружина, поворотная пружина). Это можно сделать на вкладке Модель .

В главном интерфейсе есть еще две вкладки с именами Deformed и Axial .Первый демонстрирует деформированную форму, а второй — диаграммы осевых сил.

После создания фермы вы можете перейти в меню Calculate и выбрать опцию Run Analysis . На правой панели интерфейса вы можете просмотреть результаты. Эти результаты включают:

Узлы : для каждого узла отображаются расчетные значения для смещения X, смещения Y, вращения Z, реакции X / Y / Z, и Реакция пружины X / Y / Z
Элементы рамы : Здесь показаны расчеты для элементов рамы, включая осевое усилие , усилие сдвига, момент, перемещение по оси X, перемещение по оси Y, и Вращение по оси Z для начального и конечного узлов.
Внутренние силы и напряжения вдоль стержней : отображаются значения внутренних сил и напряжений для каждого отдельного стержня.

В этой бесплатной версии 2D-анализа фермы вы не можете выполнять динамический анализ, который содержит графический анализ спроектированной конструкции. Кроме того, вы не можете сохранять свою работу и изменять свойства материала, раздела и т. Д.

Решатель простых ферм

Simple Truss Solver , как следует из названия, представляет собой бесплатное программное обеспечение для расчета конструкции фермы .Он позволяет нарисовать ферменную конструкцию и рассчитать ее проблему. Он поставляется с некоторыми предварительно разработанными проектами, включая Мост на 3 фермы с усилиями, Одно натяжение фермы, Сводчатый параллельный пояс, и т. Д. Вы можете изменить эти существующие проекты или начать с нового. Он поддерживает многооконный интерфейс, поэтому вы можете работать над несколькими проектами в разных окнах одновременно.

Для создания фермы на главной панели инструментов предусмотрены необходимые инструменты. Вы можете нарисовать новую ферму и добавить узлы, твердую опору для осей X и Y и силы по осям X и Y.Добавляя любой из этих элементов, вы можете добавить входное значение соответствующего элемента в пространство, предусмотренное в основном интерфейсе. Это позволяет сохранить снимок экрана конструкции фермы в формате BMP. Теперь, чтобы рассчитать ферму , вы можете просмотреть матрицу расчета в меню Настройки . Если вы активируете боковую панель в меню настроек, вы можете просматривать статистику ферм, включая количество ферм, узлов, внешних связей, внешних сил, и т. Д.

Это очень простая и приятная программа для проектирования и анализа ферм.Помимо английского, он поддерживает испанский и Eestina языки.

ФермаРешение

TrussSolver — это портативное программное обеспечение для проектирования ферменных конструкций для Windows. Это базовое программное обеспечение для создания и решения плоских ферм. Во-первых, вам нужно установить оси координат с помощью меню «Начало».После этого вам нужно добавить узлы с соответствующими значениями X и Y. Точно так же в узлы можно вставлять элементы, опоры (шарниры, ролики) и силы. Теперь просто нажмите кнопку Решить в интерфейсе. Он решает плоскую ферму и отображает результаты в правой части интерфейса. Вы можете в основном определить силы в каждом элементе. При желании можно скопировать результаты в буфер обмена.

Вы можете просматривать элементы фермы и управлять ими с помощью опции Правка> Элементы .

Расчет треугольной деревянной фермы онлайн калькулятор. Деревянные дома и бани на заказ

Конструкция и изготовление ферм

Преимущества и недостатки

Изготовление своими руками

Конструкция

Что еще необходимо знать о конструкции стропильных ферм

Проведение расчетов

Изготовление стропильных ферм

Методика проведения работ

Заключение

Стропила висячие или наслонные: какие лучше

Материалы для изготовления стропил

Комбинированные системы

Как правильно использовать калькулятор

1. Масштаб чертежа

2. Длина и высота фермы

3. Ширина и толщина бруса

4. Количество стоек

Пример расчета стропильной фермы — Подбор сечений элементов ферм — Фермы

Расчёт стропильной системы по эскизу.

нагрузки, количества, длины, фермы системы дома из дерева, калькулятор, СНиП

Расчёт треугольной фермы — онлайн калькулятор

Инструкция для калькулятора расчета треугольной фермы

Как рассчитать ферму онлайн?

Free Truss and Roof Calculator

Пример расчета фермы онлайн

Задаем узлы фермы

Создаем стержни фермы

Назначаем опоры

Прикладываем нагрузку

Получаем результаты расчета

Расчет деревянной фермы для крыши

Как правильно использовать калькулятор

1. Масштаб чертежа

2. Длина и высота фермы

3. Ширина и толщина бруса

4. Количество стоек

Похожие записи

Расчет треугольной деревянной фермы онлайн калькулятор. Деревянные дома и бани на заказ

Конструкция и изготовление ферм

Преимущества и недостатки

Изготовление своими руками

Конструкция

Что еще необходимо знать о конструкции стропильных ферм

Проведение расчетов

Деревянные фермы. Выбор схемы фермы и её расчет

Пять бесплатных программ для разработчика металлоконструкций

1. Калькулятор металлопроката Арсенал

2. Онлайн-калькулятор металлопроката Metalcalc

3. Бесплатная онлайн-программа sopromat.org для расчета балок и ферм

4. Расчет балок в Sopromatguru

5. Бесплатная desktop-программа «Ферма»

Расчет стропил деревянных: нагрузки, количества, длины, фермы системы дома из дерева, калькулятор, СНиП

Как рассчитать вес кровельного пирога?

Как произвести расчет снеговых нагрузок?

Как рассчитать ветровые нагрузки?

Как рассчитать сечения стропил и других элементов кровли?

Требования к качеству материала

Программы для проектирования и расчета стропильных систем

Выводы

Рекомендуем лучшую цену на товар ▼

Расчет стропильной фермы

Проектирование усиления раскосной фермы Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

Выбор сочетаний нагрузок для расчета стропильных ферм и балок покрытия.

Анализ фермы — изучите методы с примерами

Microsoft Word — Example_Roof_Truss_Analysis.docx

(PDF) Расчет усилия стержня ферменной конструкции

Расчет ветрового сноса в зданиях с шахматной фермой

Участник

Не член

Автор (ы)

Bentley — Документация по продукту

MicroStation

ProjectWise

Управление эффективностью активов

Анализ моста

Строительный проект

Гражданское проектирование

Строительство

Энергия