Как рассчитывается нижний пояс фермы: 3.3. Расчёт нижнего пояса на прочность и на трещиностойкость.

3.3. Расчёт нижнего пояса на прочность и на трещиностойкость.

Стропильная
ферма проектируется из бетона класса
В40, (R_b
= 22 МПа, R_btn=2,1
МПа) с напрягаемой арматурой нижнего
пояса из стержней класса А-IV
(R_s
= 510 МПа). Все остальные элементы армируются
стержнями класса А-III
(R_s=
=365 МПа). Натяжение арматуры на упоры.

Все элементы фермы
рассчитываются на прочность, а напрягаемый
нижний пояс и первый раскос, кроме того,
ещё рассчитывают на раскрытие трещин.
В целях унификации размеров ширина
сечения всех элементов фермы одна и та
же – 30 см, а высота сечения разная.

По наибольшему
расчётному усилию в нижнем поясе находим
требуемую площадь сечения рабочей
напрягаемой арматуры:

А_sp
= N/R_s
= 1572000/(510∙100) = 30,82 см².

Принимаем:
4Ø 32 А-IV
(А_sp
= 32,17 см²)

Вычисляем:
μ,% = А_sp100/b∙h
= 32,17∙100/(30∙26) = 4,1 %.

Далее выполняем
расчёт нижнего пояса фермы по образованию
трещин – для выявления необходимости
расчёта его на раскрытие трещин.

Расчёт
ведётся от нормативных нагрузок –
максимальное нормативное усилие в
элементе 7-г:
N^H
= N/γ_ср
= 1572/1,2=1310 кН. Величину предварительного
напряжения в стержневой арматуре
принимаем σ_sp
= 560 МПа. Приведённое сечение бетона:
А_red
= A
+ α∙A_sp
= 30∙26+5,5∙32,17 = 957 см².

Находим первые
потери, происходящие:

а)  от релаксации
напряжений в арматуре:

σ₁
= 0,1∙σ_sp
– 20 = 0,1∙560 -20 = 36 МПа;

б)
от температурного перепада при Δt
= 65 ⁰С:

σ₂
= 1,25∙ Δt
= 1,25∙65 = 81,3 МПа;

в)
от деформации анкеров – при натяжении
арматуры до бетонирования на жёсткие
упоры стенда σ₃
= 0.

Усилия
обжатия бетона: при учёте потерь σ₁,
σ₂,
σ₃
и коэффициенте точности натяжения γ_sp
= 1:

Р₀
= γ_sp∙А_sp∙(σ_sp-σ₁-σ₂-σ₃)
= 1∙32,17∙(560-36-81,3-0) = 1423,4 кН.

Напряжение
обжатия бетона σ_bp
= Р₀/А_red
= 1423,4/957 = 15 МПа. Далее потери от деформации
бетона при быстронатекающей ползучести
при σ_bp/R_bp
=15/28 = 0,53<0,8 σ₆=
=
18,2 МПа. Таким образом, первые потери
составят:

σ_los1
= σ₁+σ₂+σ₆
= 36+81,3+18,2 = 135,5 МПа.

Затем
находим вторые потери σ_los2,
происходящие:

а)  от
усадки бетона σ₈
= 40 МПа;

б)  от
ползучести при: σ_bp/R_bp
= 0,53 < 0,75,

σ₉
= 150∙α σ_bp/R_bp
= 150∙0,85∙0,53 = 67,6 МПа.

Итак,
вторые потери составят: σ_los2
= σ₈
+ σ₉
= 40 + 67,6 = 107,6 МПа

Суммарные
потери: σ_los
= σ_los1
+ σ_los2
= 135,5+107,6 =243 МПа.

Находим усилие,
воспринимаемое сечением, нормальным к
продольной оси элемента, при образовании
трещин:

N_crc=R_bt,ser∙A+(γ_sp∙+2α∙R_bt,ser)∙A_sp=2,1∙30∙26+(0,9∙317+2∙5,5∙1,8)∙32,17=
1145,3 кН,

где

=
σ_sp
– σ_{l
o s}
=560-243= 317 кН

Так
как N^н
=1310 > N_crc=1145,3кН,
то необходим расчёт нижнего пояса на
раскрытие трещин.

Ширина раскрытия
трещин в обоих случаях определяется по
формуле:

.

а) Расчет по
длительному раскрытию трещин.

Напряжения в
напрягаемой арматуре нижнего пояса при
воздействии длительной нагрузки:

.

Ширина длительного
раскрытия трещин:

0,022<[a_crc]=0,3мм,
где δ=1,2-для растянутого элемента; φ_l=1,5-
при длительном действии; η=1,0-для стержней
периодического профиля; μ=0,02 т.к. μ=0,041
> 0,02.

б) Расчет по
кратковременному раскрытию трещин.

Приращение
напряжения от кратковременного увеличения
нагрузки от от длительно действующей
до ее полной величины составляет:

.

Соответствующие
приращение ширины раскрытия трещин при
δ=1,2; φ_с=1;
η=1 :

Ширина кратковременного
раскрытия трещин при совместном действии
всех нагрузок:

a_crc=Δ
a_crc+
a_crc=0,048+0,022=0,07мм
< [a_crc]=0,4мм

Условие выполняется.

Расчет и конструирование узлов фермы

Общие требования к конструированию. Конструирование ферм начинается с вычерчивания осевых линий, образующих геометрическую схему конструкции, в соответствии с конфигурацией фермы и ее основными размерами. Сходящиеся в узлах осевые линии элементов должны пересекаться в центре узла.

На осевые линии наносятся контуры стержней, которые привязываются к осям по центрам тяжести сечения, при этом в сварных фермах расстояние от центра тяжести до обушка (привязка) округляется в большую сторону до целого числа, кратного 5 мм. В фермах с болтовыми соединениями уголки привязываются к осям по рискам, ближайшим к обушку.

Когда сечение пояса по длине фермы меняется, в геометрической схеме принимается одна осевая линия, при этом верхняя грань пояса сохраняется на одном уровне для удобства опирания примыкающих элементов. Смещение

осей поясов ферм при изменении сечения допускается не учитывать, если оно не превышает 1,5% меньшей высоты сечения пояса.

Обрезка стержней решетки производится перпендикулярно к оси стержня. Чтобы снизить сварочные напряжения и уменьшить концентрацию напряжений, возникающих в зазоре между элементами при перегибе фасонки в процессе транспортирования и монтажа, концы стержней решетки не доводят до пояса на расстояние а = 6tф – 20 мм, но не более 80 мм (tф
– толщина фасонки в мм). Между торцами стыкуемых элементов поясов ферм, перекрываемых накладками, оставляется зазор не менее 50 мм.

Приварку раскосов и стоек к фасонке рекомендуется выполнять лишь фланговыми швами по обушку и перу, заводя сварочный шов на торец элемента на длину 20 мм для снижения концентрации напряжений.

Фасонки, с помощью которых образуются узлы ферм, принимаются простого очертания, чтобы упростить их изготовление и уменьшить количество обрезков.

Фасонки выпускаются за обушки поясных уголков на 15 – 20 мм для возможности наложения сварных швов. В местах установки прогонов, прикрепленных к уголковым коротышам, и в местах усиления пояса накладками при опирании железобетонных плит на верхний пояс фасонку не доводят (утапливают) до обушка уголков на 10 – 15 мм.

Внимание!

Если вам нужна помощь в написании работы, то рекомендуем обратиться к
профессионалам. Более 70 000 авторов готовы помочь вам прямо сейчас. Бесплатные
корректировки и доработки. Узнайте стоимость своей работы.

Угол между краем фасонки и элементами решетки принимается не менее 15º для обеспечения плавной передачи усилия и снижения концентрации напряжений.

Таблица 5.8

Подбор сечений элементов строительной фермы. Материал – сталь С245,

расчетное сопротивление Ry = 240 МПа

Толщина узловых фасонок выбирается в зависимости от максимального усилия, действующего в стержнях решетки (как правило, в опорном раскосе), причем обычно принимается одинаковой для всей фермы. При значительной разнице усилий в стержнях решетки можно применять две толщины в пределах  отправочного элемента, допуская разность толщин в смежных узлах 2 мм. Фасонки в опорных узлах ферм рекомендуется выполнять на       2 мм толще, чем фасонки промежуточных узлов.

Рекомендуемые толщины фасонок ферм приводятся в табл. 5.6.

Размеры фасонок (длина и ширина) определяются по необходимой длине швов прикрепления элементов решетки к фасонке и округляются до  10 мм. Швы, прикрепляющие элементы решетки к фасонке, рассчитываются на собственное усилие в элементе, швы, прикрепляющие фасонку к поясу, – на разность усилий в смежных панелях пояса.

Если к узлу верхнего пояса приложена сосредоточенная нагрузка, то швы, прикрепляющие фасонку к поясу, рассчитываются на совместное действие продольного усилия (от разницы усилий в смежных панелях пояса) и сосредоточенной нагрузки.

При опирании на верхний пояс ферм крупнопанельных железобетонных плит, когда толщина полок уголков при шаге ферм 6 м составляет менее 10 мм, а при шаге 12 м менее 14 мм, поясные уголки для предотвращения отгиба полок в местах опирания ребер плит усиливаются накладками толщиной 12 мм. Накладки привариваются швами вдоль поясных уголков во избежание ослабления сечения.

Фермы пролетом 18 – 36 м разбиваются на два отправочных элемента с укрупнительными стыками в средних узлах.

При пролетах ферм покрытий свыше 36 м предусматривается строительный подъем, равный прогибу от постоянной и длительной временной нагрузок. При плоских кровлях строительный подъем предусматривается независимо от величины пролета и принимается равным прогибу от суммарной нормативной нагрузки плюс 1/200 пролета. На практике строительный подъем задается по упрощенной кривой за счет устройства перегибов в монтажных узлах.

Пример 5.5. Рассчитать и запроектировать стык нижнего пояса стропильной фермы, совмещенного с узлом 9 (рис. 5.4). Усилия в элементах – по данным табл. 5.8. Материал конструкций – сталь С255 с расчетным сопротивлением Rу = 24 кН/см2, нормативным сопротивлением Run = 37 кН/см2.

Сварка механизированная в среде углекислого газа, сварочная проволока Св-08Г2С диаметром 2 мм. Расчетные сопротивления сварного углового шва: по металлу шва Rwf  = 21,5 кН/см2; по металлу границы сплавления    Rwz
= 0,45Run = 0,45 ∙ 37 = 16,65 кН/см2.

Коэффициент условий работы γc = 1,0; коэффициенты условий работы шва γwf
= γwz
= 1,0 (конструкция эксплуатируется при t > –40оС). Сварка выполняется в нижнем положении. Коэффициенты глубины провара шва для механизированной сварки: βf = 0,9 при расчете по металлу шва; βz = 1,05 при расчете по металлу границы сплавления (см. табл. 3.4).

Рис. 5.4. Заводской стык нижнего пояса фермы (к примеру 5.5)

Сравниваем:

βf  Rwf = 0,9 ∙ 21,5 = 19,35 кН/см2 > βz  Rwz  = 1,05 ∙ 16,65 = 17,48 кН/см2,

следовательно, расчет производим по металлу границы сплавления.

Узел 9 является промежуточным узлом. При пролете фермы более 24 м в этом узле меняется сечение нижнего пояса.

Определяем длины швов, прикрепляющих к фасонке раскосы и стойку.

Раскос 2 – 9. Расчетное усилие N2-9 = 535 кН.

Во избежание дополнительного момента площадь сечения каждого шва назначается так, чтобы равнодействующая передаваемых ими усилий совпадала с осью прикрепления элемента, т.е. усилие в элементе N
распределялось обратно пропорционально расстояниям от сварных швов до оси центра тяжести сечения.

Усилия, воспринимаемые швами:

– у обушка Nоб = (1 – α)N2-9 = (1 – 0,3) 535 = 374,5 кН;

– у пера Nп = αN2-9 = 0,3 ∙ 535 = 160,5 кН,

где    α – коэффициент, учитывающий долю усилия, приходящегося на перо в элементах таврового сечения, выполненного из двух уголков (табл. 5.9).

Таблица 5.9

Значения коэффициента α

Принимаем максимальный катет сварного шва, который можно допустить при сварке вдоль пера уголка толщиной tуг = 7 мм (табл. 5.10):

kf,max = tуг
– 2 = 7 – 2 = 5 мм,

этот же катет шва отвечает минимальному размеру катета шва при механизированной сварке наиболее толстого листа в соединении  (tф = tmах = 14 мм).

Конструктивные длины швов:

– у пера

lw,n = Nn /(2βzkfRwzγwzγc) + 1 = 160,5 / (2 ∙ 1,05 ∙ 0,5 ∙ 16,65 ∙ 1 ∙ 1) + 1 = 10,2 см,

округляя длину шва до 10 мм, принимаем lw,n = 110 мм;

– у обушка, принимая катет kf = 8 мм,

lw,об= Nоб/(2βzkfRwzγwzγc) + 1 = 374,5 / (2 ∙ 1,05 ∙ 0,8 ∙ 16,65 ∙ 1 ∙ 1) + 1 =14,4 см,

принимаем 150 мм.

Раскос 4 – 9. Расчетное усилие N4-9 = – 380 кН.

Усилия, воспринимаемые швами:

– у обушка

Nоб = (1 – α)N4-9 = (1 – 0,3) 380 = 266 кН;

– у пера

Nп = αN4-9 = 0,3 ∙ 380 = 114 кН.

Таблица 5.10

Максимальные катеты швов kf, max
у скруглений прокатных профилей

Конструктивные длины швов:

– у пера

lw,n = 114 / (2 ∙ 1,05 ∙ 0,5 ∙ 16,65 ∙ 1 ∙ 1) + 1 = 7,5 см, принимаем 80 мм;

– у обушка, принимая катет шва kf  = 7 мм,

lw,об
= 266 / (2 ∙ 1,05 ∙ 0,7 ∙ 16,65 ∙ 1 ∙ 1) + 1 = 11,8 см, принимаем 120 мм.

Стойка 3 – 9. Расчетное усилие N3-9 = – 110 кН.

Усилия, воспринимаемые швами:

– у обушка

Nоб = (1 – α)N3-9 = (1 – 0,3) 110 = 77 кН;

– у пера

Nп = αN3-9 = 0,3 ∙ 110 = 33 кН.

Максимальный катет шва вдоль пера уголка толщиной tуг
= 6 мм принимается:

kf,mах  =  tуг – 1 = 6 – 1 = 5 мм.

Конструктивные длины швов:

– у обушка

lw,об
= 77 / (2 ∙ 1,05 ∙ 0,5 ∙ 16,65 ∙ 1 ∙ 1) + 1 = 5,4 см, принимаем 60 мм;

– у пера

lw,n = 33 / (2 ∙ 1,05 ∙ 0,5 ∙ 16,65 ∙ 1 ∙ 1) + 1 = 2,9 см, принимаем 50 мм;

По крайним точкам швов, прикрепляющих элементы решетки к фасонке, очерчиваем контур фасонки, принимая ее простейшей формы и округляя размеры в большую сторону до 10 мм. Высота фасонки hф = 350 мм.

Из-за различной толщины уголков стык осуществляется при помощи листовых накладок с включением части фасонки высотой, равной удвоенной ширине прикрепляемой полки уголка. Уголки с большим усилием заводятся за центр узла (в сторону панели с меньшим усилием) на 300 …500 мм для облегчения работы фасонок.

Расчетное усилие, передаваемое в стыке через фасонку, принимается как часть усилия в поясе, приходящаяся на перья поясных уголков:

Nф = 1,2αN9-10 = 1,2 ∙ 0,3 ∙ 450 = 162 кН,

где    1,2 – коэффициент, учитывающий сложность передачи усилия в стыке.

Проверяем прочность фасонки упрощенным методом:

Сварные швы (Ш1), прикрепляющие уголки слева к фасонке по перу, рассчитываются на усилие 1,2αN9-10 = 162 кН.

Задаемся максимальным катетом шва у пера kf
= 5 мм.

Определяем конструктивную длину швов (Ш1):

lw,n = 1,2αN9-10 /(2βz kf Rwzγwzγc) + 1 = 162 / (2 ∙ 1,05 ∙ 0,5 ∙ 16,65 ∙ 1 ∙ 1) + 1 =

= 10,3 см, принимаем 110 мм.

Приварка к фасонке уголков по обушку производится конструктивными швами длиной lw,об = 110 мм и kf  = 6 мм.

Расчетное усилие в накладках принимается как часть усилия в поясе, приходящаяся на обушки поясных уголков:

Nн = 1,2(1 – α)N9-10 = 1,2 (1 – 0,3) 450 = 378 кН.

Ширину каждой накладки назначаем, исходя из ширины полки поясного уголка b1 = 160 мм, зазора между кромкой накладки и фасонкой 40 мм, свеса накладки 20 мм:

bн = 160 – 40 + 20 = 140 мм.

Определяем требуемую площадь накладок:

Ан,тр = Nн/(Ryγс) = 378 (24 ∙ 1) = 15,75 см2.

Толщина одной накладки

tн = Ан,тр/(2bн) = 15,75 / (2 ∙ 14) = 0,56 см, принимаем tн
= 6 мм.

Размеры накладок и фасонки должны обеспечить прочность ослабленного сечения в зазоре между поясными уголками.

Прочность стыка, сечение которого представляет собой тавр, можно проверить на внецентренное растяжение (центр тяжести стыка не совпадает с центром тяжести пояса, рис. 5.5).

Рис. 5.5. К расчету стыка нижнего пояса фермы (к примеру 5.5)

Фасонку выпускаем за обушки поясных уголков на 15 мм. Привязка нижнего пояса к оси z = 2,5 см.

Площадь таврового сечения

А = hфtф + 2bнtн
= 35 ∙ 1,4 + 2 ∙ 14 ∙ 0,6 = 65,8 см2.

Определяем центр тяжести сечения относительно центральной оси фасонки хо-хо.

Смещение оси относительно центра тяжести фасонки

у = ∑Sxo /A = 2bнtнyo/A = 2 ∙ 14 ∙ 0,6 ∙ 16,3 / 65,8 = 4,2 см,

где    yo = hф/2
– с – tн/2 = 35/2 – 0,9 – 0,6 / 2 = 16,3 см – расстояние от центра тяжести накладок до оси хо-хо.

Момент инерции сечения

Iх = tфhф3
/ 12 + tфhфу2
+ 2bнtн (yo – y) =

= 1,4 ∙ 353
/ 12 + 1,4 ∙ 35 ∙ 4,22
+ 2 ∙ 14 ∙ 0,6 ∙ (16,3 – 4,2) = 6069,7 см4.

Сечение воспринимает усилие N9-10 = 450 кН, приложенное на расстоянии e = 15 + z = 15 + 25 = 40 мм от нижнего края фасонки, и усилие     N2-9
= 535 кН – на расстоянии d = 20 мм от верхнего края фасонки.

Горизонтальная проекция усилия N2-9

N2-9cosα = 535 ∙ 0,7 = 374,5 кН, где cosα = 300 / 430 = 0,7.

Сечение работает на внецентренное растяжение под действием нормальной силы

N = N9-10 + N2-9 cosα=
450 + 374,5 = 824,5 кН

и изгибающего момента

Мх
= N2-9
cosα (hф /2 + у – d) – N9-10 (hф/2 – у – е) =

= 374,5 ∙ (35 / 2 + 4,2 – 2) –  450 ∙ (35 / 2 – 4,2 – 4) = 3192,7 кН∙см.

Проверяем наибольшее напряжение, которое имеет место на верхнем краю фасонки:

σф
= N/А + (Мх/Iх) (hф /2 + у) = 824,5 / 65,8 + (3192,7 / 6069,7) (35/2 + 4,2) =

= 23,94 кН/см2
< Ryγc = 24 кН/см2.

Крепление накладок к горизонтальным полкам поясных уголков рассчитывается из условия равнопрочности на полное усилие, которое может выдержать накладка:

Nн = bнtнRу = 14 ∙ 0,6 ∙ 24 = 201,6 кН.

Требуемая конструктивная длина одного шва (Ш2) толщиной kf = 5 мм (для уголков левой панели при толщине уголка 7 мм)

lw = Nн /(2βzkf Rwzγwzγc) + 1 = 201,6 / (2 ∙ 1,05 ∙0,5 ∙16,65 ∙1 ∙ 1) + 1 = 12,5 см,

принимаем 130 мм.

Длину накладки принимаем:

lн = 2lw + 50 = 2 ∙ 130 + 50 = 310 мм.

Сварные швы для прикрепления правых уголков к фасонке рассчитываются на усилие:

– вдоль пера (Ш3)

Nn = 1,2αN8-9 = 1,2 ∙ 0,25 ∙ 1090 = 327 кН;

– вдоль обушка (Ш4)

Nоб = 1,2(1 – α) (N8-9 – N9-10) = 1,2 (1 – 0,25) (1090 – 450) = 576 кН,

где    (N8-9 – N9-10) – разность усилий в смежных панелях пояса.

Требуемая конструктивная длина шва у обушка (при kf,min = 5мм)

lw,об = Nоб /(2βzkf Rwzγwzγc) + 1 = 576 / (2 ∙ 1,05 ∙ 0,5 ∙ 16,65 ∙ 1 ∙ 1) + 1 =

= 34 см < lw,max = 85βfkf  + 1 = 85 ∙ 0,9 ∙ 0,5 + 1 = 39,2 см.

Прикрепление фасонки к поясу рекомендуется осуществлять сплошными швами минимальной толщины. Конструктивно, исходя из размеров фасонки, принимаем эти швы длиннее, чем требуется по расчету.

Пример. 5.6. Рассчитать и законструировать промежуточный узел верхнего пояса 4, выполненного из 2∟160×160×14 (рис. 5.6). Усилия в смежных панелях: N3-4 = – 820 кН; N4-5
= – 1300 кН. Примыкающие к узлу раскосы выполнены из 2∟125×125×8 с усилием N4-9 = – 380 кН и из 2∟75×75×6 с усилием N4-8 = 230 кН. На верхний узел через прогоны из = 110 / = 2,1 кН/см2.

Суммарные напряжения

Прочность шва обеспечена с большим запасом.

Пример. 5.7. Рассчитать и запроектировать укрупнительный (монтажный) узел верхнего пояса фермы (рис. 5.7). Сечение верхнего пояса с усилием N5-6 = – 1300 кН выполнено из 2∟160×160×14, сечение раскоса, примыкающего к узлу, –  с усилием N8-6 = – 75 кН из 2∟75×75×5.

Материал конструкций – сталь С255, имеющая расчетное сопротивление

Rу = 24 кН/см2, нормативное Run = 37 кН/см2. В монтажных условиях применяется ручная сварка. Электроды для сварки стали С255 – Э42А. Расчетные сопротивления при расчете: по металлу шва Rwf = 18 кН/см2; по металлу границы сплавления Rwz = 0,45Run
= 0,45 ∙ 37 = 16,65 кН/см2.

Коэффициент условий работы γc = 1,0; коэффициенты условий работы шва γwf
= γwz
= 1,0 (конструкция эксплуатируется при t > –40оС). Коэффициенты глубины проплавления шва: βf = 0,7 – для ручной сварки при расчете по металлу шва; βz = 1,0 – при расчете по металлу границы сплавления.

Рис. 5.7. Укрупнительный узел верхнего пояса фермы (к примеру 5.7)

Сравниваем: βf Rwf  = 0,7 ∙ 18 = 12,6 кН/см2 < βzRwz = 16,65 кН/см2.

Расчет монтажных швов производим по металлу шва.

Стык осуществляется при помощи двух горизонтальных листовых накладок, перекрывающих полки поясных уголков, и двух вертикальных листовых накладок, перекрывающих фасонки смежных полуферм.

Горизонтальные накладки рассчитываются на часть усилия от равнодействующей усилий в поясе N5-6 = – 1300 кН и раскосе N8-6 = – 75 кН, приходящихся на обушки уголков:

Nнг = 1,2(N5-6 + N8-6cosβ) (1 – α) = 1,2 (1300 + 75 ∙ 0,7) (1 – 0,3) = 1136,1 кН,

где    β = 46о
– угол между раскосом и поясом.

Требуемая площадь двух горизонтальных листовых накладок

Анг
= Nнг /(Rуγс) = 1136,1 / (24 8∙ 1) = 47,34 см2.

Принимая накладку шириной bнг = bуг + 20 = 160 + 20 = 180 мм, определяем толщину накладки:

tнг = Анг /(2bнг) = 47,34 / (2 ∙ 18) = 1,32 см, принимаем tнг  = 14 мм.

Задавшись катетом шва kf = 8 мм, определяем конструктивную длину сварного шва (Ш1), прикрепляющего одну горизонтальную накладку к поясному уголку по внешней стороне накладки (у пера уголка):

lw = Nнг/(2 ∙ 2βf kf Rwf γwf γc) + 1 = 1136,1 / (2 ∙ 2 ∙ 0,8 ∙ 18 ∙ 1 ∙ 1) + 1 = 29,2 cм,

принимаем 300 мм.

Приняв максимальный катет шва kf = tн = 14 мм, определяем конструктивную длину шва (Ш2), прикрепляющего накладку к поясу с внутренней стороны накладки (по скосу):

lw׳
= 1136,1 / (2 ∙ 2 ∙ 1,4 ∙ 18 ∙ 1 ∙ 1) + 1 = 17,1 см, принимаем 170 мм.

Усилие для расчета вертикальных накладок определяется как часть усилия от равнодействующей усилий в поясе и раскосе, приходящихся на перья уголков:

Nнв = 1,2(N5-6 + N8-6cosβ)α = 1,2 (1300 + 75 ∙ 0,7) 0,3 = 486,9 кН.

На это усилие проверяется фасонка фермы толщиной tф = 14 мм и условной шириной bф = 2bуг = 2 ∙ 160 = 320 мм:

σ = Nнв /(bфtф) = 486,9 / (32 ∙ 1,4) = 10,87 кН/см2 < Ryγc
= 24 кН/см2.

Размеры двух вертикальных накладок принимаются конструктивно: толщина tнв = tф = 14 мм; длина lнв = 2bуг = 2 ∙ 160 = 320 мм, минимальная ширина bнв
= 2 ∙ 4dо + 50 = 2 ∙ 4 ∙ 23 + 50 ≈ 250 мм,  где dо = 23 мм – диаметр отверстий под монтажные болты d = 20 мм.

Определяем катет сварных швов, прикрепляющих вертикальные накладки к фасонке (Ш3) с одной стороны стыка:

kf = Nнв/(2βf lw Rwf γwf γc) = 486,9 / = 0,59 см,

принимаем kf  = 6 см = kf,min при сварке более толстого листа t
= 14 мм.

Рассчитываем прикрепление уголков раскоса к фасонке на усилие в элементе N8-6 = – 75 кН. Приняв kf,min = 5 мм, определяем конструктивную длину шва вдоль обушков:

lw,об
= N8-6(1 – α)/(2βzkfRwzγwzγc) + 1  =

= 75 (1 – 0,3) / (2 ∙ 1,05 ∙ 0,5 ∙ 16,65 ∙ 1 ∙ 1) + 1 = 4 см.

Производим прикрепление раскоса к фасонке конструктивными швами (Ш4) длиной 50 мм и толщиной kf = 5 мм каждый.

Сварные швы для прикрепления поясных уголков к фасонке рассчитываем:

– по перьям уголков на усилие

Nп = 1,2N5-6α = 1,2 ∙ 1300 ∙ 0,3 = 468 кН;

– по обушкам уголков на часть усилия в раскосе N8-6, приходящуюся на обушки уголков раскоса:

Nоб = 1,2N8-6cosβ(1 – α) = 1,2 ∙ 75 ∙ 0,7 ∙ (1 – 0,3) = 44,1 кН.

Конструктивная длина швов вдоль перьев поясных уголков (Ш5)

lw,п = Nп/(2βzkf Rwzγwzγc) + 1  = 468 / (2 ∙ 1,05 ∙ 0,8 ∙ 16,65 ∙ 1 ∙ 1) + 1 = 17,7 см,

принимаем 180 мм.

Конструктивная длина швов вдоль обушков поясных уголков (Ш6)

lw,об = Nоб/(2βzkfRwzγwzγc) + 1 = 44,1 / (2 ∙ 1,05 ∙ 0,5 ∙ 16,65 ∙ 1 ∙ 1) + 1 = 3,5 см.

Привариваем фасонку к обушкам поясных уголков швами с kf  = 5 мм по всей ее длине.

Поможем написать любую работу на аналогичную
тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему
учебному проекту

Узнать стоимость

Пояс фермы — Энциклопедия по машиностроению XXL

Если оси всех стержней фермы лежат в одной плоскости, то ее называют плоской фермой. Точки, в которых сходятся оси стержней, называются узлами фермы, а те узлы, которыми Верхний пояс ферма опирается на основание, называются опорными узлами.  [c.29]

Стержни плоской фермы, расположенные по верхнему контуру, образуют верхний пояс, а расположенные по нижнему контуру—нижний пояс фермы.  [c.29]

Верхний пояс фермы опирается на раскосы и опорные стойки.  [c.67]

Условимся еще относительно некоторых терминов. Вертикальные стержни в мостовых и стропильных фермах будем называть стойками, стержни внешнего контура фермы — соответственно верхним и нижним поясами фермы стержни, лежащие между верхним и нижним поясами фермы, образуют ее решетку.  [c.277]

Задача 11. На мостовую ферму (рис. 63) действуют вертикальные силы Р 1=20 т и / 2=40 т соответственно на расстоянии 10 ми 40 м от левого конца фермы и горизонтальная сила Яд=30 т на уровне верхнего пояса фермы, высота фермы равна 6 м. Привести систему сил и к простей-  [c.86]

Полагая в этом уравнении у=0, находим, что точка пересечения линии действия равнодействующей Я с верхним поясом фермы находится на расстоянии д =30 м от левого конца фермы. Полагая же у=—6 м, находим, что точка пересечения линии действия равнодействующей Я с нижним поясом фермы находится на расстоянии д =33 м от левого конца фермы. Соединяя определенные таким образом точки пересечения линии действия равнодействующей Я с верхним и нижним поясами фермы прямой линией, находим линию действия равнодействующей Я-  [c.87]

Грузовая площадь в общем случае определяется по формуле груз = ttd, где Ь — шаг ферм, или расстояние между смежными фермами d — панель верхнего пояса фермы, или расстояние между серединами стержней поява, примыкающих к узлу.  [c.132]

После того как определены силы Р , Р,,, Рз, рассчитывают напряжения в стержнях. Стержень 1 (пояс фермы) растянут, напряжение в нем СГ1 Р1/А1, где А — площадь его поперечного сечения. Раскосы 2 и 3 сжаты. Напряжения в них 0 = 03 = Р /А , так как Р3 = Р2 в А3 = Ла.  [c.106]

Температурные блоки здания объединяют 6—8 ячеек покрытия 72—96 м). В пределах каждого температурного блока контурные фермы оболочек соединены между собой. Верхние пояса ферм соединяются распорками через 4,5—6 м, нижние пояса соединены в середине пролета. В пределах крайних ячеек покрыт/я верхние пояса соединены также крестообразными стальными связями.  [c.60]

Модель с диафрагмами в виде ферм. Распределения усилий о в плите оболочки в среднем поперечном сечении при диафрагмах в виде ферм и арок различались несущественно. Наиболее различались усилия в верхних поясах средней диафрагмы в середине пролета в верхнем поясе фермы растягивающие усилия были в 3,14 раза, а моменты в 3,85 раза меньше, чем в верхнем поясе арки. Между оболочками действовало растяжение, в то время как при нагрузке по всему покрытию — сжатие. Отрицательные моменты в оболочке у средних ферм, как и у средних арок, при односторонней нагрузке были меньше, чем при нагрузке по всему покрытию (—8,55 и — 12,6 Н-см/см).  [c.117]

При монтаже мостовых кранов встречается довольно сложный случай установки мачт, высота которых превышает высоту здания. Это необходимо для того, чтобы обеспечить достаточно места для размещения полиспаста и оттяжки груза в крайнем верхнем положении, так как обычно крановые тележки проходят под нижним поясом ферм с минимальным зазором. Здесь приходится преодолевать два затруднения во-первых, ширина пролета всегда оказывается меньше длины мачты, во-вторых,  [c.285]

Передвижение верхолазов по нижнему поясу ферм, а также по балкам и ригелям допускается при наличии натянутого вдоль этих элементов стального каната, на котором замыкается цепь предохранительного пояса.  [c.530]

В случае, если один из поясов фермы (обычно верхний) работает на совместное действие продольной силы Р и момента Af, подбор сечения и определение в нём напряжений производят, как указано при конструировании стоек (см. стр. 874).  [c.882]

Стыки элементов по длине применяются преимущественно в поясах ферм. В сварных конструкциях для сжатых элементов рекомендуемые типы стыков встык прямым швом,  [c.885]

Суммарная нагрузка Обок-Ф = Ох +Р2 + + Оз + передаётся на нижний пояс фермы. Нагрузка на 1 пог. см длины нижнего пояса  [c.684]

Стойки крытых вагонов, у которых верхние пояса ферм скреплены дугами, считаются нагружёнными по схеме фиг. 64 стойки, заделан-  [c.684]

Напряжение в нижнем поясе фермы определяется из уравнения  [c.828]

Продольная устойчивость верхних сжатых поясов фермы и шпренгеля достигается устройством поперечной конструкции (фиг. 2).  [c.828]

Стыки поясов ферм, а также узловые крепления раскосов и стоек проверяются согласно общим правилам расчёта металлоконструкций.  [c.832]

Обычно при замкнутом сечении моста грузовая тележка перемещается непосредственно по верхним поясам ферм. В этом случае пояс фермы находится в условиях, аналогичных с верхним поясом крановых мостов. При незамкнутом сечении тележка перемещается по ездовым балкам двутаврового сечения.  [c.835]

В случае замкнутых сечений моста поперечная (пространственная) жёсткость обеспечивается наличием горизонтальных связей в плоскостях верхнего и нижнего поясов, а также поперечными связями. При незамкнутых сечениях основная плоскость горизонтальных ветровых связей располагается между верхними поясами, а для соединения ездовых балок с нижними поясами фермы устанавливаются дополнительные тормозные связи. Вертикальные (главные) и горизонтальные фермы соединяются в пространственную систему посредством поперечных рам.  [c.835]

Высота здания может быть уменьшена, если сборочное отделение и склад оборудованы подвесными кран-балками или тельферами на монорельсах, подвешенных к фермам. В этом случае высота здания (расстояние от.пола до нижнего пояса фермы) может быть принята не свыше 6,5—7,0 м.  [c.129]

Завершая рассмотрение комплекса вопросов по проектированию сводов и арочных конструкций с системой гибких затяжек, В. Г. Шухов провел оптимизацию всего покрытия с их применением, исходя из критерия минимального расхода материала, или минимизацию веса покрытия. Он оперировал комбинацией трех факторов — расстоянием между фермами, или шагом ферм, шагом элементов обрешетки и расстоянием между узлами верхнего пояса, т. е. длиной панелей верхнего пояса арочной фермы. В результате оптимизации аналитически доказано, что, во-первых, вес покрытия на единицу площади уменьшается пропорционально уменьшению длины панелей верхнего пояса и расстоянию между фермами во-вторых, минимальный вес покрытия достигается при равенстве всех трех параметров, т. е. равенстве длины панелей верхнего пояса шагу ферм и шагу элементов обрешетки. Отсюда вытекает, что идеальным в отношении минимального расхода материала является случай, когда обрешетки нет, а расстояние между фермами таково, что на них можно непосредственно устанавливать элементы кровли. При этом верхний пояс фермы должен быть разбит на панели, длина которых равна шагу ферм.  [c.58]

В случаях когда обрешетка или сплошной настил выполнены из дерева, для уменьшения веса покрытия В. Г. Шухов предложил разбивать верхний пояс фермы на большое число панелей и сводить до минимума расстояние между фермами. Минимизация веса покрытия привела к логическому выводу о целесообразности применения в покрытиях пространственных сетчатых сводов. Первые из этих конструкций были реализованы для покрытия зданий Нижегородской выставки.  [c.58]

Чтобы избежать напряжений изгиба и соответственно уменьшить поперечное сечение верхнего пояса, Шухов применил в качестве мостового настила три параллельных сетчатых (с диагональными элементами) свода, которые были ориентированы перпендикулярно плоскости фермы и опирались на узлы верхнего пояса фермы. Поперечные связи при этом обеспечивали необходимое непрерывное опирание сводов по краям. Распор в сводах настила и силы сжатия в верхнем поясе фермы почти равны. Передача распора непосредственно на верхний пояс приводила к уменьшению больших усилий сжатия в нем. По сводам устраивался горизонтальный настил.  [c.137]

Определить количество заклепок для присоединения уголков нижнего пояса фермы к фа-сонкв.  [c.28]

Предиоло/ким, что все стойки (вертикальные стержни) н горизонта, ы1ые стержни, образующие верхний и нижний поясы фермы, имеют одинаковую длину (рис. 137). Тогда, решая уравнения равновесия, найдем  [c.279]

Отдельные элементы фермы имеют определенные названия. Так узлы, которыми ферма крепится к другим телам, называются опорными узлами вертикальные стерини фермы принято называть стойкаш, а наклонные — раскосами. Говорят также о верхнем поясе фермы (совокупности стержней верхней части фермы) и шшем поясе.  [c.72]

Швы между боковыми ребрами заполняются бетоном марки 300. Для восприятия сдвигающих усилий по боковым поверхностям продольных и торцевых ребер устроены шпонки глубиной 10 мм. Кроме того, панели соединены посредством сварки закладных деталей. По торцам в панелях имеются арматурные выпуски. При помощи закладных деталей панели привариваются к верхнему поясу диафрагм. Соединение панелей примыкающих друг к другу ячеек покрытия на промежуточной диафрагме осуществляется также обетонированием выпусков арматуры, кроме того, для повышения надежности соединения к верхнему поясу фермы между торцами панелей приваривается специальный арматурный каркас.  [c.60]

Контурными диафрагмами являются железобетонные предварительно напряженные безргскосные цельные фермы. Верхний пояс 18-метровой фермы п.меет тавровое сечение с полками внизу и с петлевыми выпусками ар.матуры на его верхней грани. Оболочка с фермой соединяется омоноличиванием выпусков арматуры из панелей и из верхнего пояса диафрагмы. Верхний пояс 24-метровой фермы имеет прямоугольное сечение и выполняется без выпусков арматуры. Соединение оболочки с этой диафрагмой осуществляется приваркой выпусков арматуры диаметром 20 мм из среднего килевого ребра к закладным деталям верхнего пояса фермы и укладкой арматурных стержней диаметром 10 мм в швах между плитами, примыкающими с двух сторон к диафрагме, к верхнему поясу стержни крепятся при помощи анкера.  [c.67]

Предварительно напряженные контурные фермы (длиной 18, 24, 30 м) выполняются с раскосами. Для передачи на них с оболочки усилий сдвига фермы имеют концевые упоры. Покрытие во взаимно перпендикулярных направлениях спроектировано как многоволновое. Проектом предусматривается тангенциально подвижное сопряжение оболочки с верхним поясом контурной фермы. Технико-экономические показатели этих конструкций приведены в табл. 2.1. Существенное отличие этого проекта от рассмотренных выше состоит в выполнении зоны сопряжения двух оболочек. В центре промежуточной диафрагмы смежные оболочки не имеют жесткого соединения между собой. Ребра панелей у промелверхнем поясе фермы в середине ее пролета и упирается в уступы, имеющиеся в ее приопорной зоне. При такой конструкции соединения ячеек покрытия исчезают усилия растяжения между смежными оболочками, действующие у средней зоны промежуточной диафрагмы в перпендикулярном к ней направлении. Однако при этом в зоне скользящего опирания оболочки на контур в панелях возрастут положительные краевые моменты, увеличатся усилия растяжения в нижних поясах контурных диафрагм и увеличатся главные сжимающие и растягивающие усилия в углах оболочки. Такое соединение элементов покрытия менее целесообразно в случае приложений к диафрагмам значительных сосредоточенных сил.  [c.69]

Диафрагмы — безраскос-ные фермы, нижние пояса ферм и угловые зоны оболочек предварительно напряжены, толщина плиты у контура увеличена до 16 см  [c.85]

Конструкция моделей. Модели выполнялись монолитными, со сферической поверхностью с максимальным подъемом, равным 1/5 пролета, и радиусом кривизны 2,7 м, с размером в плане 2×2 м, по контуру они подкреплялись диафрагмами в виде ферм (рис. 2.37). Армирование плиты и диафрагм, а также сечения раскосов и верхних поясов ферм приняты такими же, как в трехволновой модели (см. 2.2.3). Ребра армировались вязаными каркасами с продольной рабочей арматурой диаметром 4 мм. Поперечная арматура каркасов выполнялась в виде вязаных хомутов из проволоки диаметром 2 м. Хомуты располагались через 35 мм, а в центре каркасов на длине 30 мм — через 12 мм. Частое расположение хомутов в зоне нагрузки выполнено с целью исключить разрушения модели от продавливания бетона ребер. Одна из моделей выполнялась с одним ребром сечением 40X28 мм, вторая — с двумя пересекающимися ребрами такого же сечения.  [c.103]

Одной из самых сложных операций при монтаже кранов считают установку тележек на мосты. Дело в том, что тележки (особенно у крупных кранов) имеют значительный вес, а располагаются они почти вплотную к нижнему поясу ферм. Наконец, сама тележка имеет ширину, равную ширине моста крана. Эти обстоятельства делают невозможным использование полиспа-  [c.422]

Сборку торцовых уголков крепления балок, ригелей и т. д а также уголков крепления прогонов на верхнем поясе ферм следует вести по угольнику (фиг. 57). Обущки парных уголков крепления должны быть тщательно совмещены. Так же тщательно должны быть совмещены обушки парных уголков верхнего пояса подкрановых балок (при отсутствии в балках горизонтальных листов) и во всех слу-  [c.501]

Металлоконструкция крана с ешней верхней опорой представляет собой жёсткую сварную или клёпаную ферму из профилированной стали. Для передвижения грузовой тележки на верхнем поясе фермы укрепляются рельсы.  [c.881]

Ручной мостовой двухбалочный кран отличается от однобалочяого крана наличием двухферменного моста, по которому, опираясь на рельсы верхнего пояса ферм перемещается четырёхколесная крановая тележка (подробнее  [c.923]

Как рассчитать деревянную ферму

Расчет треугольной деревянной фермы

Укажите размеры в миллиметрах

X – длина фермы
Y – высота фермы

Z – толщина бруса
W – ширина бруса

S – количество вертикальных стоек
P – подкосы
N – показывать нумерацию деталей

Деревянная стропильная ферма состоит из элементов, образующих жесткие треугольные конструкции.
Рекомендуемая высота деревянной фермы – не меньше 20 процентов от длины пролета.
Программа рассчитает необходимое количество материалов, покажет чертежи фермы и необходимые размеры деталей.

Страницы работы

Содержание работы

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).

Стропильные фермы деревянные, через жесткие конструкции которых нагрузка передается на несущие стены строения, пришли к нам из Европы. Расчет и конструирование под каждое здание производится индивидуально. Это не только упрощает устройство крыши и значительно ускоряет процесс, но обеспечивает также отличное качество и прочность.

Решетчатые деревянные фермы сегодня нередко изготавливаются в заводских условиях на деревообрабатывающих предприятиях. Материалом для них служит древесина, соответствующим образом высушенная и заранее обработанная специальными средствами.

Стропильные фермы и балки: что лучше ↑

Основой крыши любой конфигурации является опорная конструкция, состоящая из прямых сплошных балок, стропил либо стропильных ферм. Первыми можно перекрывать лишь ограниченное по величине пространство, примером могут послужить наслонные стропила в малых постройках. Если же необходимо перекрыть большие пролеты, то приходится использовать либо составные балки, либо различного типа. Обыкновенные фермы образуют размещенные с расчетным шагом (1,5–3,5 м) ребра, поддерживающие обрешетку, поверх которой настилают кровлю. Подъем стропил, равный отношению высоты фермы к ее длине, зависит от таких параметров, как материал покрытия и условия устройства сооружения. Из дерева обыкновенно устраивают для пролетов малых и средних размеров. Их устройство с увеличением пролета значительно усложняется и в подобных случаях более предпочтительны стальные.

Преимущества использования ↑

• их расчет и проектирование сложнее стропильных или балочных опор, однако они предполагают рациональный расход стройматериалов, поэтому экономически выгодны;
• использование клееного бруса, обеспечивающий им небольшой вес, позволяет применять конструкции в строениях с легким фундаментом, что приводит к снижению затрат и существенному сокращению сроков возведения дома;
• в отличие от балочных опорных систем, которые можно использовать на пролетах до 4,5 м, фермы приемлемы для перекрытия пролетов до 30 м;
• они универсальны и подходят для любого типа крыши, бесчердачного или с чердаком.

Виды стропильных ферм ↑

Визуально они похожи на решетку, в которой основная часть в разы больше высоты. По форме это многоугольники, чаще треугольник, или полусфера. Выбор треугольной формы не случаен – она обеспечивает необходимую для конструкции жесткость и неизменяемость. Выполненные в виде набора стержневых треугольников в решетчатой связке они особо эффективны для перекрытия пролетов с большой шириной.

Стропильная ферма висячего типа имеет только две, без промежуточных, точки упора, расположенных по краям на стенах. Верхние концы при этом сходятся на коньке кровли. Все концы, и верхние, и нижние работают на сжатие и изгиб. Они практически рассчитаны на пролет между внешними стенами без дополнительных опор на внутренние стены. Это дает возможность после их монтажа использовать пространство под крышей в качестве одной большой сборочной площадки.

Таким образом, внутренние перегородки можно устанавливать, не учитывая местонахождение несущих стен, то есть появляется полная свобода в планировке внутренней части дома. Однако горизонтальное распирающее усиление, которое передается стенам, получается в итоге достаточно большим. Для устранения прогибов и облегчения пояса (перекрытие в 6–9 м) дополнительно используют ригель. Для больших пролетов обычно оснащают бабкой и подкосами.

Параметры расчета ↑

Ни один из элементов такой конструкции не являются случайным. Каждый из них определяется точными инженерными расчетами с учетом всевозможных нагрузок, постоянных, временных и особых.

К первым относят вес самой кровли, обрешетки, к временным, соответственно, нагрузку на стропила от снега, ветра и полезную, если есть таковая. В СниП оговорены определенные положения, касающиеся временных нагрузок:

• снеговая нагрузка – ее величину принимают из расчета 180 кг/кв.м в горизонтальной проекции. Снеговой мешок, образовавшийся на крыше, может увеличить снеговую нагрузку до 400-500 кг/кв.м. Для кровель с уклоном больше 60° при расчетах во внимание не принимают.
• ветровая нагрузка – нормативно ее величина определена как 35 кг/кв. м. Рассчитывают ее для кровель с уклоном больше 30°.

Все указанные величины подлежат корректировке с поправкой на климатические условия местности.

Что же касается полезной нагрузки на стропила, ее учитывают, если установлены баки, вентиляционные камеры, подвешены потолки и т. д.

Особенности крепления узлов ↑

Несущую способность конструкций во многом определяют узлы, их надежность. Рассмотрим варианты креплений некоторых узлов в треугольных фермах пролетом:

Коньковый узел . Стропильные ноги скрепляют скобами или накладками при помощи гвоздей, в половину дерева.

Соединение ноги и ригеля. Ригель ставят на высоте, равной половине высоты фермы и скрепляют с ногами при помощи болтов и гвоздей.

Опорный узел . Строительные ноги опираются прямо на стены.

Подобная конструкция больше подходит для малых строений с достаточно прочными стенами.

Коньковый узел . Крепление ног проводят аналогично, только между ними по середине дополнительно врезают бабку.

Срединный стык. Лучший вариант – закрепление за нижний пояс.

Оси элементов должны пересечься точно над центром подкладки.

Узел необходимо укрепить с помощью стяжного болта.

Должна быть усилена стойками и откосами.

Коньковый узел выполняют аналогично, а стык нижнего пояса перекрывают при помощи двух накладок на болтах.

Монтаж под- и стропильных каркасов ↑

Эти элементы стропильной системы обычно укладывают на весь пролет. Чаще всего их собирают либо на складе, либо прямо у места подъема. В любом случае к подъему их необходимо подготовить, в частности, потребуется временное усиление на время подъема. Дело в том, что элементы конструкции в нормальных условиях и при подъеме или кантовке испытывают противоположные нагрузки. Например, обычно нижний пояс бывает растянут, а при подъеме он сжимается. Чтобы этого избежать проводят усиление при помощи пластин и деревянных бревен, и выполнить его можно двумя способами.

• Защита от деформации и излома. Поперек к поясам крепят несколько бревен. Рекомендуется устанавливать их в плоскости подвесок и стоек. Подняв ферму из горизонтального в вертикальное положение,усиление снимают.
• Защита поясов от выпучивания в сторону . Усиление выполняют из горизонтальных труб или бревен. Их попарно прикрепляют к обоим поясам при помощи скруток из отожженной мягкой проволоки или специальных стяжных хомутов. Такое усиление оставляют пока ферма не будет установлена в проектное положение и закреплена прогонами и связями.

Непосредственно монтаж проводят в следующей последовательности.

Первыми ставят фронтонные. Их фиксируют при помощи крепежей или гвоздей. Для облегчения выравнивания промежуточных конструкций между торцевыми натягивают веревку.

После установки, каждую промежуточную конструкцию фиксируют к предыдущей ферме при помощи наклонных временных связок, которые необходимы для стабилизации и сохранения интервала между ними. Для этих целей подойдут доски 20х100 мм.

Для большей устойчивости по диагонали скрепляют металлической лентой, соединяя нижний край свеса первой и конек последней.

Расчет ферм. — Стройка и ремонт

Доброго времени суток. Довольно часто в разделе Стройка и ремонт звучат просьбы помочь с расчетом фермы под кровлю, тельфер или перекрытие. В данной теме я решил осветить как найти усилия в стержнях фермы и подобрать необходимое сечение. Указанный способ не позволяет найти перемещения (прогибы), но это лучше чем подбирать сечение стержней и геометрию фермы на глаз. Сразу оговорюсь, что в данной теме я буду писать что нужно делать, но не буду объяснять почему именно так. Уверен, что для многих, кто «не любит заморачиваться теорией» данный способ подойдет.

На приложенной картинке указаны названия элементов фермы. Огромная просьба задавать вопросы, используя эти названия.

Итак, фермой называют конструкцию, работающую на преимущественно на изгиб. Своего рода балку у которой стенка заменена на раскосную решетку. Под действием указанных нагрузок в элементах фермы возникают продольные усилия сжатия и растяжения. По правилу знаков усилие сжатия имеет знак минус, так как дает укорочение длинны, а растяжения знак плюс.

Допустим Вам необходимо рассчитать ферму покрытия с нагрузкой F (Тс), приложенной в узлах фермы. Пролет фермы составляет L, расстояние между центрами тяжести поясов h.

Поскольку в нашем примере нагрузка равномерная, ферма с горизонтальными поясами, то для нахождения усилий в поясе фермы можно воспользоваться формулой для нахождения изгибающего момента в балке на двух опорах, а зная высоту фермы ы найдем усилия в поясах фермы. Максимальный момент равен: M= (qL*L)/8 (Тс*м), отсюда усилие в поясе N=M/h. Например, ферма пролетом 6 метров с шагом узлов 1 метр, узловой нагрузкой F=100 кг и высотой h=0,6 м.2. Далее используя сортамент ГОСТ 30245-2003 подбираем подходящий прокат.

Изменено 22 июля, 2015 пользователем engineer_constr

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

Расчет ферм

К вопросу о расчете плоских ферм (приложение к дискуссии)

    Расчет фермы на прочность по способу вырезаний узлов довольно громоздкий. Расчет состоит из таких этапов (по Леоненко Д. В.):

1.    Определение реакций опор фермы путем составления уравнений равновесия относительно точек опор:

2.    Поочередно вырезаются узлы, в которых сходятся пояса (верхний и нижний), стойки и раскосы решетки фермы. Проектируя усилия на координатные оси хоу определяют характер (сжатие или растяжение) и величину усилий в стойках, раскосах и поясах панелей фермы. Таких узлов для фермы с тремя стойками и двумя раскосами –восемь:

3.    По полученным результатам расчетов строится опора продольных сил во всех элементах фермы. Исходя из эпюры сил переходят к расчету прочности элементов фермы и подбору сечений этих элементов. Следуя технологичности изготовления фермы, при выборе сечения элементов принимают за расчетное максимальное усилие (например, в нижнем растянутом поясефермы действуют усилия 425 кГс, 425 кГс, 550 кГс, 375 кГс, следовательно, в расчет берут 550 кГс). Используя классическую формулу,

определяют напряжение в элементах фермы или момент сопротивления профиля (W), если определены положения, с последующим выбором определенного профиля из сортамента профилей.

Этот расчет классический и может применяться для расчета ответственных ферм в строительстве.

Если возникает необходимость запроектировать молонагруженную ферму для укрытия или козырька входа, когда на ферму действует снеговая нагрузка, ветровая нагрузки и собственный вес, можно рассматривать ферму, как балку с разнесенным сечением и следовательно расчет существенно упрощается что ведет к значительной экономии средств в малых предприятиях занимающихся металлоконструкциями.

В качестве примера можно привести способ увеличения несущей способности балки путем рассечения ее по стойке с последующей сваркой частей балки со смещением в местах примыкания (см. схему).

Такой способ применяли для производства панелей покрытия и стеновых панелей при строительстве быстромонтируемых зданий производственного назначения.

Определяем величину увеличения несущей способности балки после ее рассечения и сварки.

Стандартный профиль балки №30.

Балка рассеченная, сварная

Видно, что момент сопротивления балки в  4,3 раза, а значит возросла ее несущая способность.

Рассмотрим упрощенный расчет фермы из профильных труб (нижний и верхний пояса), стойки и раскосы из листового проката или труб меньшего поперечного сечения:

Сечение фермы в точке приложения сечения силы: используем формулу для определения момента сопротивления относительно оси Х (сопромат, табл. 1, стр. 37).

Определив изгибающий момент от действия Р вычисляется напряжение в нижнем (растянутом) поясе формы.

Где   – допускаемое напряжение для материала (Сталь 3)

       – момент сопротивления сечения составил 510,6 см3.

Для сравнения момент сопротивления двутавровой балки №30е (ГОСТ 8239-56) составляет 518 см3 (сопромат, табл. 6, стр. 90).

Рассмотрим расчет фермы из круглих труб (нижний и верхний пояса), стойки и раскосы из листового материала (или профильного) проката:

Сечения фермы в точке приложения силы Р будет. Используем известную методику определения момента сопротивления сложного сечения.

Где I – момент инерции трубчатого сечения. (сопромат, стр. 55, таб.1)

ymax – максимальное удаление поперечного сечения трубы от главной оси Х – Х.

(сопромат, стр. 21)

Определив изгибающий момент от действия силы Р, определим напряжение в нижнем (растянутом) поясе фермы.

Где – допускаемое напряжение для материала (Сталь 3)

        Wx – момент сопротивления сечения составил 110,4 см3.

Для сравнения момент сопротивления двутавровой балки №22 (ГОСТ 8239-56) составляет 230 см3 (сопромат, табл. 6).

Рассмотрим расчет фермы из профильных труб прямоугольного сечения. Используем известную методику определения момента сопротивления сложного сечения.

Общий момент сопротивления будет относительно оси Х – Х.

(сопромат, стр. 31)

где

Общий момент сопротивления будет относительно оси х-х:

Рассчитав момент сопротивления сечения, можно определить напряжение в нижнем поясе фермы и выбрать необходимый профиль.

Выводы

1.    Классический расчет фермы позволяет определить усилия во всех элементах фермы, однако он сложный и м. б. использован при расчете ответственных конструкций.

2.    Упрощенный расчет фермы дает возможность определить прочностные характеристики опоеного сечения фермы и выбрать необходимые профили нижнего и верхнего поясов фермы.

Ткаченко Н.А. зам главного конструктора » ТОВ Стальмира «

Использованные источники

1.    Г.С. Писаренко и др. Справочник по сопротивлению материалов. К. 1975г.

2.    С.П. Фесик. Справочник по сопротивлению материалов. К. 1982г.

3.    Д.В. Леоненко. Расчет плоских ферм. Б: 2006г.

 

Постоянная нагрузка на нижний пояс

| Ассоциация строительных компонентов

Вопрос:

Я построил амбар размером 30 футов x 40 футов с девятью фермами с шагом 30 футов 2×4 7/12, которые составляют 5 футов O.C. Я планирую закончить интерьер и прикрепить листы OSB 7/16 x 4 x 8 к стропилам для моего потолка. Наряду с этим, мне придется добавить несколько гвоздей 2×4 через 30 футов пролета между фермами, чтобы прикрепить к ним защитное покрытие. У меня вопрос: будут ли у этих ферм проблемы с поддержанием потолка? Я не планирую размещать что-либо в секции над потолком, и между потолком и полом не будет никаких стен или опор.Фермы поставлялись с таблицами данных, которые содержат много информации, но ни одна из них не дает прямого ответа на мой вопрос. В нем указано, что ID фермы — R01, а нагрузка — 20-4-10 60,00 дюймов O.C.

Ответ:

Обратитесь к первоначальному проектировщику фермы, который выпустил проектные чертежи для ваших ферм R01.

Чертеж конструкции фермы содержит ценную информацию для всех, кто строит или проверяет фермы. 60.00 дюймов O.C. означает, что фермы рассчитаны на расстояние 60 дюймов по центру (5 футов.). На каждом чертеже конструкции фермы должны быть указаны нагрузки, учтенные при проектировании. Другими словами, чертеж конструкции фермы должен сказать вам, для чего она была спроектирована. 20-4-10 означает, что ферма была рассчитана на временную нагрузку на верхний пояс 20 фунтов на фут (TCLL), статическую нагрузку на верхний пояс (TCDL) 4 фунта на фут (TCDL), временную нагрузку на нижний пояс 0 фунтов на фут (BCLL) и статическую нагрузку на нижний пояс 10 фунтов на фут ( BCDL). Теперь сами фермы будут частью TCDL и BCDL. Однако только потому, что фермы были рассчитаны на некоторую статическую нагрузку, это не обязательно означает, что фермы могут выдерживать дополнительную нагрузку.Вам нужно будет сложить ВСЕ постоянную нагрузку, которая будет приложена к нижнему поясу этой фермы, чтобы определить, меньше ли она или равна нагрузке 10 фунтов на квадратный фут, на которую она была рассчитана. И поскольку вы заявили, что ничего не будет размещено в секции над потолком, то есть динамическая нагрузка добавляться не будет, вам не нужно беспокоиться о том, может ли нижний пояс выдержать любую динамическую нагрузку.

SBCA Категории:

Как рассчитать размеры фермы крыши

Крыши бывают разных стилей, но самый простой в строительстве — не считая плоских или односкатных крыш — вероятно, с открытым фронтоном.При правильной конструкции с использованием правильного оборудования фермы открытой двускатной крыши равномерно распределяют нагрузку на крышу и не требуют никакой поддержки, кроме стен. Чтобы вычислить размеры фермы, вы можете применить теорему Пифагора, потому что каждая ферма может быть уменьшена до пары прямоугольных треугольников, расположенных спиной к спине.

Терминология кровли

Кровельщики называют расстояние между внешними сторонами стен, которые будут поддерживать крышу, «пролетом», а половину этого расстояния они называют «пробегом».«Прогон образует основание прямоугольного треугольника с высотой, равной« подъему »крыши, а гипотенуза образует« стропила ». Большинство крыш немного нависают над боковыми стенами — от 12 до 18 дюймов. — и важно помнить об этом при расчете длины стропил.

«Уклон» крыши, то есть величина ее уклона, является важным параметром, и хотя математики выражают это как угол, кровельщики предпочитают чтобы выразить это как отношение. Например, крыша, которая поднимается на 1 дюйм на каждые 4 дюйма горизонтального расстояния, имеет уклон 1/4.Оптимальный шаг зависит от кровельного покрытия. Например, битумная черепица требует минимального шага 2/12 для надлежащего дренажа. В большинстве случаев уклон не должен превышать 12/12, иначе по крыше становится слишком опасно ходить.

Расчет длины стропил по высоте

После измерения пролета крыши следующим шагом при проектировании двускатной крыши является определение подъема на основе желаемого кровельного материала и других проектных соображений. Это определение также влияет на длину стропил крыши.Рассмотрение всей фермы как пары соединенных спиной к спине прямоугольных треугольников позволяет вам основывать вычисления на теореме Пифагора, которая говорит вам, что a ² + b ² = c ² , где a — пролет, b — подъем, с — длина стропила.

Если вы уже знаете высоту подъема, легко определить длину стропил, просто подставив числа в это уравнение. Например, для крыши шириной 20 футов и высотой 7 футов требуются стропила, которые являются квадратным корнем из 400 + 49 = 21.2 фута, не считая дополнительной длины, необходимой для свесов.

Расчет длины стропил по уклону

Если вам неизвестен подъем крыши, вы можете узнать угол наклона на основе рекомендаций производителя для кровельного покрытия, которое вы планируете использовать. Этой информации все еще достаточно, чтобы рассчитать длину стропил по простому соотношению.

Иллюстрация показывает это: предположим, что желаемый шаг равен 4/12. Это эквивалентно прямоугольному треугольнику с основанием 12 дюймов, что составляет 1 фут, и подъемом на 4 дюйма.Длина гипотенузы этого треугольника равна квадратному корню из ² + b ² = 12 ² + 4 ² = 144 дюйма + 16 дюймов = 12,65 дюйма. Преобразуем это в футы, потому что длины пролета и стропила измеряются в футах: 12,68 дюйма = 1,06 фута. Следовательно, длина гипотенузы этого маленького треугольника составляет 1,06 фута.

Предположим, что измеренное основание реальной крыши составляет 40 футов. Вы можете установить следующую эквивалентность: основание треугольника / основание реальной крыши = гипотенуза треугольника / гипотенуза крыши.Подставив числа, вы получите 1/40 = 1,06 / x, где x — необходимая длина стропил. Решая для x, вы получаете x = (40) (1,06) = 42,4 фута.

Теперь, когда вы знаете длину стропил, у вас есть два варианта определения подъема. Вы можете установить аналогичное соотношение или решить уравнение Пифагора. Выбирая вариант 2, мы знаем, что подъем (b) равен квадратному корню из c ² — a ² , где c — длина стропила, а a — пролёт. Следовательно, рост равен: корень (42.4 ² -40 ² ) = корень (1797,8 — 1600) = 14,06 футов.

Глоссарий — Ферма Apex

Apex
Самая высокая точка фермы.

Ферма чердака
Ферма с пространством чердачного помещения внутри фермы. Нижний пояс служит балкой перекрытия, а верхний пояс служит балкой.

Рейка
Кровельные рейки или потолочные рейки. Обычно деревянные элементы крепятся к поясам фермы для поддержки черепицы или потолочного материала.Также обеспечивает боковую фиксацию фермы.

Точка опоры / опоры
Точка, в которой ферма поддерживается. Ферма должна иметь две или более опоры, расположенные в точках панели фермы.

Нижний пояс
Элемент фермы, образующий нижний край фермы.

Соединение встык
Соединение встык между двумя деревянными частями.

Консоль
Та часть фермы, которая выступает за пределы внешней основной опоры, за исключением выступов или выступов верхнего пояса.

Пояс
Элементы фермы, образующие верхний и нижний края фермы.

Концентрированная нагрузка
Нагрузка, приложенная в определенном месте. например нагрузка от пересекающейся фермы.

Соединитель
Легкие стальные пластины с выступающими с одной стороны зубьями. При вдавливании в пересекающиеся деревянные элементы пластина соединяет элементы жестким соединением.

Ползучесть
Движение в результате длительного приложения нагрузки к деревянному элементу.

Статическая нагрузка
Постоянные нагрузки из-за веса материалов и собственного веса фермы.

Прогиб
Перемещение фермы под действием приложенных нагрузок.

Расчетные нагрузки
Различные нагрузки, которые ферма рассчитана выдерживать.

Распределенная нагрузка
Нагрузки распределяются равномерно по элементу фермы.

Фасция
Обрезка по краю карниза.

Фронтальная ферма
Стандартная ферма треугольной формы.

Ферма фермы
Ферма, предназначенная для поддержки одной или нескольких ферм.

Пяточный шарнир
Шарнир на ферме в месте пересечения верхнего и нижнего поясов.

Пятка
Положение на ферме, где нижний край нижнего пояса встречается с верхним поясом.

Вальм
Пересечение двух поверхностей крыши над внешним углом здания.

Вальмовая крыша
Крыша, построенная из стропил или ферм, скатываемых по всему периметру стен.

Jack Truss
Полуфермальная ферма и часть семейства ферм, составляющих hipset.

King Post
Вертикальная перемычка в центре фермы с фронтоном или вертикальная перемычка в конце фермы с половиной фронтона.

Боковая скоба
Ограничитель жесткости, приложенный под прямым углом к ​​стенке или поясу, чтобы предотвратить коробление.

Продольная стяжка
Ограничитель жесткости, приложенный под прямым углом к ​​стенке или поясу, чтобы предотвратить коробление.

Живая нагрузка
Нагрузка в результате занятости или использования здания.

Свес
Расширение верхнего пояса за пределы опоры. Предоставление карниза на фермах фронтона.

Острие панели
Место, где несколько элементов фермы встречаются для образования соединения.

Соединение точек панели
Соединение стыка в поясе, совпадающем с пересечением стенок.

Шаг
Угловой уклон пояса фермы, измеренный в градусах.

Purlin
Кровельные прогоны. Обычно деревянные элементы крепятся под прямым углом к ​​поясам фермы для поддержки кровельного покрытия. Также обеспечивает боковую фиксацию фермы. Аналогичен планкам, за исключением того, что они более широко расставлены.

Стропила
Элемент крыши, поддерживающий обрешетки или прогоны кровли в обычных конструкциях. Стропила используют только прочность древесины на изгиб. Ферму крыши можно также назвать стропильной фермой.

Конек
Самая высокая точка двускатной крыши.

Откат
Положение фермы, измеренное от внешней стороны торцевой стены. Обычно используется для описания положения усеченной фермы и стандартных ферм в отбортовке.

Пролет
Расстояние по горизонтали между внешними краями опор фермы.

Несущий пролет
Пролет стандартных ферм, которые поддерживаются балочной фермой.

Стопорный конец
Описание фермы стандартной формы, обрезанной до ее полного пролета.

Верхний пояс
Элемент фермы, образующий верхний край фермы.

Ферма
Каркас из элементов, образующих легкую, прочную и жесткую конструкцию. Обычно это триангулированная структура.

Долина
Пересечение двух поверхностей крыши над внутренним углом здания.

Ферма долины или седельная ферма
Часть набора неструктурных ферм для формирования долин.

Web
Внутренние элементы фермы.Обычно подвергаются только осевым нагрузкам из-за действия фермы.

Ветровая нагрузка
Нагрузка, приложенная к крыше ветром.

Расчет ветрового сноса в зданиях с шахматной фермой

• Член

  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 шахматными фермами 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%. Для иллюстрации метода ручного расчета представлен пример конструкции.

• Опубликовано:
  1983 г.,
  Квартал 1

Автор (ы)

Роберт Э.Leffler

Проектирование стропильных ферм

Выбор стропильных ферм

Архитектурный стиль, типы кровельного материала, способы поддержки колоннного каркаса и относительная экономичность являются основными факторами, влияющими на выбор между тремя основными типами ферм: тетивными, скатными и плоскими.Кроме того, необходимо учитывать требования к высоте и типу боковых и торцевых стен, форме крыши и распоркам.

При прочих равных условиях экономия является главным соображением. Экономия зависит от эффективности использования материала в зависимости от типа и пропорций фермы, а также от трудозатрат на изготовление. Теоретически три основных типа в порядке относительной эффективности: тетива, наклонная и плоская.

Функция фермы — максимально прямая передача нагрузки от точки приложения к опорам.Таким образом, для сосредоточенной нагрузки на центральной линии пролета простая А-образная рама является наиболее эффективной. Точно так же, если задействованы только две равные и симметрично размещенные сосредоточенные нагрузки, ферма, аналогичная типу фермы, будет наиболее эффективной. В обеих фермах нагрузка передается на опору непосредственно через наклонные элементы верхнего пояса без использования элементов перемычки.

Фермы тетивы

Для более или менее равномерных нагрузок, которые обычно предполагаются в конструкции крыши, арка в форме параболы теоретически является наиболее эффективной, поскольку в арке и в стяжном элементе создается только прямое напряжение.Кроме того, параболической арке не требуется большая секция арки для обеспечения изгибающего момента, а также нет необходимости вводить элементы перемычки, чтобы уменьшить величину изгиба. Однако, поскольку большинство конструкций должны выдерживать некоторую несбалансированную нагрузку, желательны элементы перемычки, а дугу окружности проще изготовить, чем параболическую. Таким образом, широко используемая ферма тетивы имеет верхний пояс по дуге окружности и достаточное количество элементов перемычки, чтобы поддерживать разумные размеры верхнего пояса.

Фермы тетивы обычно анализируются на предмет прямого напряжения, как если бы верхний пояс находился на прямой линии между точками панели.Верхние пояса могут быть клееными-ламинированными (рис. 1) по кривизне или могут быть массивными бревнами, уложенными по кривизне, с распилом их верхних поверхностей до кривизны или без них (рис. 3.2). Изгибающий момент из-за эксцентриситета между точками панели должен учитываться как для криволинейных многослойных элементов, так и для элементов, распиленных до кривизны, если центральная линия элемента не совпадает с предполагаемым направлением осевого напряжения. Если балки расположены вдоль верхнего пояса, этот вторичный изгибающий момент может позволить

использование стержней меньшего размера, чем у действительно сегментированного верхнего пояса из распиленной древесины.Кроме того, из-за их более высоких допустимых единичных напряжений верхние пояса из клееного ламината и другие элементы из клееного пластика обычно допускают использование меньших размеров. Они также устраняют или уменьшают потребность в уходе за приправами, необходимом для некоторых распиленных элементов. Однако из-за дополнительных трудозатрат, связанных с ламинированием, они могут быть дороже, чем распиленные элементы.

Верхние пояса, механически скрепленные гвоздями, болтами или и тем, и другим, иногда используются для ферм тетив.Хотя их эффективность меньше, чем у клееных ламинатов или пиленых элементов того же размера, они подходят для использования, если количество гвоздей было спроектировано или определено на основе опыта для обеспечения необходимой прочности построенной конструкции. вверх раздел. Сечение обычно будет больше, чем необходимо для клееного ламината, но оно также больше подходит для ламинирования в полевых условиях.

Ферма на тетиве может иметь вид плоской или скатной фермы и, таким образом, вероятно, является наиболее гибкой из всех типов фермы.Для таких конструкций должны быть предусмотрены надлежащие боковые распорки для той части изогнутого верхнего пояса, которая не имеет прямой боковой поддержки со стороны каркаса крыши (см. Рис. 3)

Щитовые фермы

Шатровые фермы (рис. 3.4) обладают некоторыми теоретическими преимуществами тетив в том, что часть нагрузки передается на опоры непосредственно через элементы верхнего пояса, и ее не нужно переносить через элементы перемычки. Для средних пролетов верхние пояса скатных ферм имеют экономическое преимущество, так как позволяют использовать пиломатериалы без специального пиления или подгонки по кривизне, а также просты в раскладке и изготовлении.Веб-членство и прочие связи также, как правило, просты. Подобно соединениям тетивы, они намного проще, чем соединения плоской фермы.

Плоские фермы

Плоские фермы (рис. 3.5) менее эффективны, чем скатная или тетива. Они предпочтительны только в том случае, если требуется относительно плоская поверхность крыши, особенно с несколькими пролетами.

Для боковых распорок и соединений колонн они обладают преимуществом обеспечения эффекта распорок, поскольку к колоннам могут быть прикреплены как верхние, так и нижние пояса.При обычных пропорциях фермы напряжения в их элементах перемычки будут значительно выше, чем у скатных ферм или стяжных ферм, а их соединения перемычек будут более сложными и дорогостоящими.

Фермы с приподнятым поясом

Фермы с приподнятыми поясами (рис. 3.6) — это фермы, у которых центральная часть нижних поясов приподнята значительно над уровнем опор. Их часто используют из-за внешнего вида или дополнительного зазора. Типичными примерами являются серповидные фермы типа тетивы, так называемые скатные фермы с выпуклым или приподнятым нижним поясом, использующие системы перемычек Howe, Pratt или Fink, а также ножничные фермы.Если эти фермы не будут проанализированы как арки и прочность или сопротивление горизонтальной нагрузке, обеспечиваемой соответствующим образом на опоре, эффективное отношение глубины к пролету простых ферм должно сохраняться. Фермы с приподнятым поясом, особенно с пролетами длиной более 50 футов, должны быть проанализированы на предмет воздействия на стены, вызванного прогибом, и соответственно спроектированы стены или колонны.

В противном случае необходимо предусмотреть специальные опорные детали или каркас для снятия нагрузки.

Если ферма поддерживается каменной кладкой, осевое усилие из-за прогиба может быть минимизировано с помощью анкерных соединений с прорезями.Роликовые опоры на одном подшипнике встречаются редко, за исключением больших пролетов, где считается необходимым более положительное свободное движение. Обеспечение снятия тяги отклонения является наиболее важным во время монтажа; позже ферма будет стабилизирована. Если предполагается, что максимальная вертикальная временная нагрузка и ветер не возникают одновременно, более того, нормальные условия для ветровых нагрузок на опоры часто считаются достаточными для осевой деформации вертикальной нагрузки.

Для ферм, опирающихся на отдельно стоящие колонны с каменными боковыми стенками, хорошо оставить зазор для бокового отклонения между колонной и стеной во время возведения.После первоначального бокового перемещения соединения между колонной и стеной могут быть затянуты. Требуемый зазор может быть определен расчетами прогиба, но часто он выбирается произвольно на основе опыта.

Специальные фермы

Есть много других типов ферм, а также комбинации стандартных типов, которые предлагают особые преимущества для особых условий. В общем, те же рекомендации относительно пропорций, интервалов и других деталей дизайна остаются в силе.Типичными комбинациями являются тетивно-плоские (рис. 3.7а) и скатно-плоские фермы (рис. 3.7б) двухпролетной ширины, что составляет

обеспечивает отвод к наружным стенам. Комбинации стеновых систем Pratt и Howe часто используются с плоскими фермами. К особым типам относятся обычные зубчатые фермы, консольные фермы и перевернутые фермы.

Неопределенные конструкции, такие как жесткие рамы или непрерывные фермы, не часто используются в древесине. Такие фермы часто создают проблемы с монтажом, которые увеличивают затраты больше, чем экономия материалов.

МАКСИМАЛЬНАЯ КРЫША ФЕРМЫ ПРОЛЕТ

Экономические факторы

Максимальный экономический пролет любого данного типа деревянной фермы будет варьироваться в зависимости от имеющегося материала, условий нагрузки, расстояния, типа фермы, соотношения трудозатрат к стоимости материала и методов изготовления.

Фермы скатных и плоских крыш

Фермы скатных и плоских крыш со средней нагрузкой и шагом от 15 до 20 футов редко используются для пролетов более 80 футов.Экономичные пролеты обычно ограничиваются доступными размерами и длиной массивной пиленой или клееной древесины, а также потенциальной емкостью соединений перегородки. Если нагрузка и расстояние меньше, можно построить более крупные пролеты с теми же относительными размерами элементов и деталями соединения.

Тетива кровельные фермы

Фермы тетивы экономичны при пролетах до 250 футов и более. Фермы тетивы с использованием клееных элементов обычно изготавливаются в заводских условиях и не рекомендуются для изготовления в полевых условиях, если не обеспечивается компетентный надзор и, по сути, осуществляется такой же контроль качества, как и в заводских условиях. Поскольку многие производители стандартизировали тип тетивы, это может быть прибыльным. рассматриваться как альтернатива, даже если оригинальные конструкции могут требовать фермы плоского или скатного типа

Легкие стропильные фермы

Легкие фермы, такие как стропильные фермы с интервалом от 2 до 4 футов, рекомендуются для пролетов примерно до 50 футов (см. Рис.8). Их можно построить для длинных пролетов, но тяжелая ферма с большим расстоянием между ними может быть более экономичной для этой цели и даже может быть так для пролетов менее 50 футов

Рис. 3-8. Треугольные стропильные фермы особенно нуждаются в небольших легкодоступных кусках пиломатериалов, их соединения просты в изготовлении, а готовые элементы достаточно легкие по весу, чтобы их можно было перемещать и устанавливать без специального оборудования.

ФЕРМЫ ПРОПОРЦИИ

Ферма пропорции

Если не учитывать экономию, прогиб и вторичные напряжения из-за прогиба, теоретически можно построить фермы практически любых пропорций.Понимание взаимосвязанных факторов, влияющих на производительность и экономичность, поможет разработчику выбрать лучшую систему.

Отношение глубины к размаху

Определенные отношения эффективной глубины к пролету рекомендуются как удовлетворительные на основе опыта. Чем больше пролет, тем желательнее использовать более глубокие фермы. Хотя фермы меньшей глубины могут быть приемлемыми, особое внимание следует уделить возможности большего прогиба и вторичных напряжений.Прогиб в фермах с глубиной меньше средней может быть сведен к минимуму с помощью следующих методов: (1 Консервативный дизайн, (2) использование материалов низкого или среднего класса, (3) использование минимального количества поясов стыковки (с использованием самых длинных доступных отрезков), (4) использование креплений с наименьшей деформацией и (5) использование как можно меньшего количества панелей. Также получаются более жесткие элементы и, следовательно, меньший прогиб при заданной нагрузке.

Рекомендуется, чтобы верхний пояс фермы тетивы изготавливался с радиусом, примерно равным пролету.Предлагаемое эффективное соотношение глубины и пролета составляет от 1: 6 до 1: 8. Радиус, равный размаху, даст коэффициент, немного превышающий предлагаемый минимум. Для скатных ферм рекомендуется эффективное отношение глубины к пролету от 1: 5 до 1: 6 и минимум не менее 1: 7, если не уделяется особого внимания прогибу. Для внешнего вида можно использовать гораздо более глубокие фермы, например, для крутых крыш, популярных в церквях.

Для плоских ферм рекомендуется минимальное отношение глубины к пролету от 1: 8 до 1:10, причем более глубокие фермы предпочтительнее для более длинных пролетов.Крыши должны иметь минимальный уклон дюйма на фут для надлежащего дренажа, хотя часто желательны более крутые уклоны. Плоские крыши без уклона для дренажа не рекомендуются, если в проекте не предусмотрено возможное скопление воды из-за остановки дренажа или естественного прогиба. Водостоки на плоских крышах следует располагать в низких точках. Они находятся в центре пролета, если ферма построена плоской.

В более длинных пролетах, вероятно, более важны вторичные напряжения прогиба.Поскольку эти напряжения не поддаются точному расчету, для ферм с такими пролетами следует использовать большее отношение глубины к длине пролета. Прогиб ферм со свободным пролетом обычно находится в допустимых пределах, даже для штукатурки, но следует следить за тем, чтобы естественный прогиб не мешал вспомогательному каркасу. Часто желательны подвесные потолки. Между фермами и так называемыми незаживающими перегородками или окнами из листового стекла должен быть обеспечен достаточный зазор. Следует также предусмотреть регулировку уровня петель, если существует вероятность того, что отклонение может помешать правильной работе подвесных дверей или механизмов.

Кол-во панелей

Желательно использовать как можно меньше панелей фермы, насколько позволяет использование элементов разумных размеров. Такая практика будет означать меньшее количество элементов, требующих обработки, меньшее количество соединений, которые необходимо изготовить и собрать, и теоретически улучшенные характеристики. Количество панелей обычно определяется разумными размерами верхнего пояса, а не какой-либо фиксированной формулой. Для материала толщиной от 2 до 4 дюймов желаемая длина панели обычно находится в диапазоне от 6 до 10 футов.Таким образом, симметричная ферма с пролетом 30 футов, вероятно, будет иметь четыре панели, тогда как ферма 40 футов может иметь четыре или шесть, а ферма 80 футов — восемь или десять.

СИСТЕМЫ КОНСТРУКЦИИ КРЫШИ

При проектировании ферм необходимо учитывать только две основные системы конструкции крыши. К ферме прилагаются кровельные нагрузки только в точках панели; другой применяет их либо непрерывно, как в случае дощатой кровли; или с интервалами по верху, как в случае суставов. Первая система создает только прямое напряжение в элементе пояса; последний вводит изгиб, а также прямое напряжение.

Что касается одних только пиломатериалов, стыки, расположенные близко друг к другу вдоль поясов или прогонов, размещенные в точках панелей и между ними, более экономичны, чем прогоны, размещенные только в точках панелей, потому что последние требуют более тяжелой дощатой кровли или стропил и обшивки. Однако затраты на рабочую силу будут меньше, если вместо тесных балок используются прогоны и обшивка, потому что их

На

меньше деталей и меньше точек, в которых нужно прибивать обшивку. Толстые доски из более светлых пород дерева со специальными язычками и канавками иногда накладываются непосредственно на верхние пояса балок балок или прогонов.Они, вероятно, являются наименее дорогими в установке с точки зрения рабочей силы. Дощатая кровля и тяжелые прогоны обеспечивают повышенную огнестойкость, как и все тяжелые элементы фермы по сравнению с более тонкими или легкими элементами. Прогоны, используемые в точках панели, не вносят заметного изгиба в верхний пояс. Поэтому они могут быть желательными как средство сохранения разумных размеров пояса, особенно для больших пролетов, больших нагрузок, а также для плоских, наклонных или других ферм с прямым поясом.

КРЫША- ФЕРМЫ РАССТОЯНИЕ

Не существует фиксированных правил размещения ферм в зданиях.Расстояние может зависеть от конструкции крыши, конструкции стен, размера доступного материала, условий нагрузки и расстояния между колоннами, необходимого для погрузочно-разгрузочных работ или движения. В общем, чем больше интервал, тем более экономична конструкция, и чем длиннее пролет, тем более желательным является больший интервал. Пределы расстояния устанавливаются размерами прогонов или балок, доступных для обрамления между фермами.

Интервал часто выбирается более или менее произвольно из-за его пригодности для конкретной конструкции крыши и стены или функции здания.Например, если используются стены из кирпичной кладки, часто выбирается такое расстояние между фермами, которое соответствует расстоянию между пилястрами, необходимому для боковой поддержки стен. Если материал обшивки крыши должен быть нанесен непосредственно на фермы без вспомогательного каркаса — чтобы сэкономить труд по размещению прогонов, — расстояние может варьироваться от, скажем, 2 футов до 1 дюйма. обшивка от 7 до 9 футов с помощью 2-дюймовой доски или до еще больших размеров с более тяжелой доской. Если между фермами используются балки или прогоны, расстояние может определяться экономичными и доступными размерами стыков, хотя для обычного использования, вероятно, потребуется расстояние в диапазоне от 14 до 20 футов.Если расстояние превышает 20 футов, обязательно следует учитывать наличие требуемых размеров и длин. Если желательно расстояние больше, чем подходящее для пропиленных прогонов, вместо них можно использовать клееные ламинированные прогоны или связные прогоны.

ФЕРМЫ ФЕРМЫ

Если расстояние между фермами требует более длинных прогонов, чем коммерчески доступные, часто используются фермы прогонов. Их конструкция похожа на конструкцию любой простой фермы. Если фермы прогонов наклонены от вертикали, то есть если у них нет верхних и нижних поясов в той же вертикальной плоскости, что и при использовании на наклонных фермах, важно, чтобы были предусмотрены распорки, чтобы удерживать нижние пояса в правильном положении. должность.

КРЫША- ФЕРМЫ РАСШИРЕНИЕ И КРЕПЛЕНИЕ

Стяжки и анкерные крепления необходимы для удержания ферм и элементов ферм в надлежащем положении, чтобы они могли выдерживать вертикальные нагрузки, а также боковые нагрузки, такие как ветер, удар или землетрясение. Хотя каркас крыши обычно служит в качестве бокового крепления для элементов верхнего пояса, важно, чтобы для элементов нижнего пояса были предусмотрены соответствующие боковые опоры (см. Рис. 3.10), а также чтобы учитывалась возможная потребность в вертикальных элементах. — раскосы между верхним и нижним поясами смежных ферм (см. (рис.3.11). Горизонтальные поперечные распорки иногда требуются в плоскости верхнего и нижнего пояса, особенно в длинных зданиях, в которых диафрагменное действие каркаса крыши неадекватно силам на торцевых стенах или в которых нагрузки на боковые стены выдерживают торцевые стены или ферма и ее опора не изогнуты, чтобы выдерживать боковую нагрузку.

Фермы должны быть надежно закреплены на правильно спроектированных стенах или колоннах, а колонны, в свою очередь, должны быть прикреплены к фундаменту. Если не предусмотрены другие меры для боковых нагрузок на боковые стены и вертикальную проекцию крыши, например, для действия диафрагмы в стенах и обшивке крыши, боковое сопротивление должно быть обеспечено в элементах колонны с помощью колена

.

распорок или фиксаторов в основании колонны.Связь должна быть спроектирована и детализирована с той же тщательностью, что и сама ферма, и не оставлена ​​на усмотрение подрядчика. Предлагаемые здесь требования к распоркам минимальны и не зависят от фактического анализа боковой нагрузки или требований местных норм. Вертикальные поперечные связи должны устанавливаться на нижнем поясе в месте расположения вертикальных распорок и быть непрерывными с конца.

При необходимости нижние боковые распорки обычно появляются на тех же участках, что и вертикальные поперечные распорки.Элементы крепятся к ферме или к горизонтальным направляющим и пластине. Могут использоваться деревянные элементы или стальные стержни. Для устранения провисания элементов на каркасах крыши можно использовать подвесы. Непрерывные бегуны проходят по всей длине здания. Они могут быть почти квадратными, сплошными или сложенными в форме буквы «T», «U» или «I». Они крепятся к нижнему поясу или перепонкам рядом с поясом. Составные полозья должны быть соединены шипами и болтами. Для верхней боковой распорки обычно достаточно диагональной обшивки крыши, прикрепленной к балкам или прогонам, которые, в свою очередь, надежно прикреплены к ферме.Однако иногда в плоскости верхних поясов следует применять раскосы, аналогичные нижним боковым связям. Расчетные условия

Вертикальные раскосы должны использоваться как минимум в концевой секции, возможно, две секции на каждом конце и около середины пролета для длинных зданий. Он состоит из деревянных элементов или стальных стержней, прикрепленных к ферме, конструкции крыши или направляющим. По возможности следует использовать распорки колонн и стен, они могут состоять из диагональной обшивки с помощью шпилек или подпорок, пропускной оплетки или поперечных распорок.Пересечение может быть выполнено из деревянных элементов или стальных стержней.

IRJET — Запрошенная вами страница не найдена на нашем сайте

IRJET приглашает статьи из различных инженерных и технологических и научных дисциплин для Тома 8, выпуск 4 (апрель-2021)

Отправить сейчас

IRJET Vol-8 Выпуск 4, Апрель 2021 Публикация в процессе …

Обзор статей

IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Проверить здесь

IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своего Система менеджмента качества.

IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 4 (апрель-2021)

Отправить сейчас

IRJET Vol-8, выпуск 4, апрель 2021 Публикация в процессе …

Просмотр Документы

IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Проверить здесь

IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы менеджмента качества.

IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 4 (апрель-2021)

Отправить сейчас

IRJET Vol-8, выпуск 4, апрель 2021 Публикация в процессе …

Просмотр Документы

IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Проверить здесь

IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы менеджмента качества.

IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 4 (апрель-2021)

Отправить сейчас

IRJET Vol-8, выпуск 4, апрель 2021 Публикация в процессе …

Просмотр Документы

IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Проверить здесь

IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы менеджмента качества.

IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 4 (апрель-2021)

Отправить сейчас

IRJET Vol-8, выпуск 4, апрель 2021 Публикация в процессе …

Просмотр Документы

IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Проверить здесь

IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы менеджмента качества.

IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 4 (апрель-2021)

Отправить сейчас

IRJET Vol-8, выпуск 4, апрель 2021 Публикация в процессе …

Просмотр Документы

IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Проверить здесь

IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы менеджмента качества.

IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 4 (апрель-2021)

Отправить сейчас

IRJET Vol-8, выпуск 4, апрель 2021 Публикация в процессе …

Просмотр Документы

IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Проверить здесь

IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы менеджмента качества.

IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 4 (апрель-2021)

Отправить сейчас

IRJET Vol-8, выпуск 4, апрель 2021 Публикация в процессе …

Просмотр Документы

IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Проверить здесь

IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы менеджмента качества.

Как использовать калькулятор анализа фермы

Калькулятор ClearCalcs Truss Analysis позволяет пользователям вводить геометрию некоторых распространенных типов ферм и определять условия нагрузки на ферму. Затем он определяет прилагаемую кумулятивную нагрузку, опорные реакции, изгибающий момент, поперечные и осевые силы, растяжение и смещение для каждого пояса фермы. Затем можно спроектировать элементы-компоненты фермы, создав новый расчет «Только проект» и связав его с расчетом анализа фермы.

На листе есть 3 основных раздела ввода, а также раздел сводных результатов:

1. Геометрия фермы / рамы
2. Свойства элементов
3. Распределенная нагрузка на хорды
4. Сводка

В этой статье объясняются ожидаемые входные параметры в каждом из этих разделов и представлен рабочий пример расчета анализа фермы.

1. геометрия фермы / рамы

A. Ферма Тип

ClearCalcs поддерживает различные типы ферм, включая плоские, кровельные и ножничные.Полный список всех доступных типов ферм см. В нашей статье «Типы ферм».

Визуальная диаграмма выбранного типа фермы появится в сводном разделе, который будет обновляться по мере ввода вами высоты, ширины и параметров нагрузки.

B. Общая высота фермы

Расстояние по вертикали от наивысшей точки фермы до самой нижней точки фермы, измеренное в миллиметрах (или футах, если вы используете британскую систему единиц).

C. Общая ширина фермы

Расстояние по горизонтали от крайней левой точки фермы до самой правой точки фермы, измеренное в миллиметрах (или футах, если вы используете британскую систему единиц).

D. Дополнительное имущество

В зависимости от выбранного типа фермы могут появиться одно или несколько дополнительных свойств. Если вы когда-либо не уверены, что он запрашивает, просто щелкните имя свойства, чтобы получить раскрывающееся объяснение.

2. Свойства участника

A. Материал фермы

Материал, из которого сделана ваша ферма. Вам будет предоставлено раскрывающееся меню, из которого вы можете выбрать соответствующий материал.

B. Размер и ориентация элементов фермы

Верхний пояс

Наклонный или горизонтальный элемент, отмечающий верхний край фермы.

Нижний пояс

Наклонный или горизонтальный элемент, отмечающий нижний край фермы.

Веб-участники

Элементы, которые соединяют верхние и нижние пояса, чтобы сформировать треугольные узоры, чтобы придать связям действия.

Размер

Размер верхнего пояса, нижнего пояса и элементов перемычки необходимо указать в раскрывающихся меню.В раскрывающихся меню автоматически отображаются соответствующие стандартные размеры для указанного вами материала фермы. Вы также можете использовать функцию выбора члена, чтобы выбрать размер члена. Обратите внимание, что размеры и типы секций меняются в зависимости от строительного стандарта, который вы используете для текущего проекта. Таким образом, проект, использующий строительный стандарт Австралии, покажет стандартные австралийские секции, а проект, использующий строительный стандарт Соединенных Штатов, покажет стандартные американские секции.

Ориентация

Необходимо указать ориентацию элементов верхнего пояса, нижнего пояса и стенки в зависимости от того, ориентированы ли они вокруг своей главной оси или малой оси.

3. Распределенная нагрузка на хорды

A. Общая распределенная нагрузка

Для первых двух секций общие вертикальные распределенные нагрузки для верхнего пояса и нижнего пояса необходимо указать в кН / м (или PLF, если вы используете британскую систему единиц).В зависимости от типа выбранной фермы входы также могут быть доступны для нагрузок, перпендикулярных верхнему поясу (не вертикальных).

Обратите внимание, что следующий раздел «Дополнительные нагрузки (по номеру элемента)» можно использовать для ввода нагрузок для отдельных стержней, точечных нагрузок и угловых нагрузок — но для большинства анализов этого не требуется.

B. Собственный вес

Вы можете выбрать, нужно ли учитывать собственный вес фермы в расчетах. По умолчанию включен собственный вес фермы.

4. Резюме

В верхней части сводного раздела находится схема вашей фермы. Отображение этой диаграммы можно изменить, чтобы отображать нагрузки и опоры, изгибающий момент, поперечные силы, осевые силы, удлинение стержней, смещение стержней и силы реакции на опорах. Эта функция проиллюстрирована ниже.

За схемой фермы следуют таблицы, в которых обобщены расчеты и указаны максимальные моменты, сдвиги, осевые силы, прогибы и удлинения для наихудшего случая для каждого определенного типа стержня.

5. Проектирование компонентов путем связывания новых калькуляторов

Обычно после анализа фермы необходимо спроектировать ее компоненты. Это можно сделать в ClearCalcs с помощью следующей процедуры:

1. Выберите «Добавить новый расчет» на левой боковой панели
2. Добавьте калькулятор «Только проект» для соответствующего материала (например, «Деревянный элемент (только проект)»).
3. Рядом с таблицей нагрузок в этом новом калькуляторе щелкните значок ссылки (___ ВСТАВИТЬ ИЗОБРАЖЕНИЕ ЗНАЧКА___)
4. В появившемся модальном окне выберите расчет расчета фермы, а затем компонент фермы, который вы хотите спроектировать (например, «Верхний пояс»).
5. Завершите остальную часть дизайна как обычно, обращаясь к справочной документации для конкретного материала

Обратите внимание, что нагрузки на элемент будут автоматически обновляться при обновлении расчета расчета фермы.