На какие нагрузки рассчитывается стропильная ферма: Стропильные фермы: виды, материалы, расчет

Содержание

Расчет стропил: нагрузки, которые нужно учитывать

Городские жители часто имеют желание жить в своем доме. Если вы решили этот дом построить, при подготовке его технического проекта не забудьте предварительно произвести расчет стропил, который определяет параметры всех несущих конструкций. Благодаря предварительному расчету вы избежите ошибок в конструкции и после постройки сможете спокойно жить в своем доме, не беспокоясь о его целостности.

Пример стропильной системы

Стропильная система крыши — это важнейший и самый важный элемент конструкции крыши, который обеспечивает ее устойчивость и прочность.

На основе каких факторов нужно производить расчет

Чтобы расчет стропильной системы производился правильно, нужно определить интенсивность нагрузок на крышу. Такие нагрузки делятся на несколько типов:

Конструкция стропильной системы

Конструкция стропильной системы. Для того, чтобы каркас был прочным деревянные стропильные ноги прочно опираются на наружные стены через — мауэрлат (продольный брус).

  1. Постоянного характера. Это нагрузка, которая постоянно будет воздействовать на стропильную систему, к ней относится собственный вес кровли, обрешетки, гидроизоляции и пароизоляции, утеплителя и других элементов, которые образуют неизменную величину со стабильным фиксированным весом.
  2. Переменные. Это нагрузки, определяющиеся климатическими факторами: ветром и его интенсивностью, количеством снега и других осадков. Они воздействуют на стропильный брус только временами.
  3. Особые. В этом виде нагрузок учитывают экстремальные проявления климатических факторов или их повышенную интенсивность. Этот вид нагрузок обязательно нужно учитывать на территориях, где вероятны сейсмическая активность, ураганы или штормовой ветер.

Учесть все эти факторы одновременно, особенно если вы делаете это в первый раз, достаточно тяжело. Ведь нужно не только учесть нагрузки, но также вес и прочность, которые имеет стропильный брус, способ крепления досок между собой, другие величины. Многие думают, что эту работу может облегчить программа расчета стропил, однако это не совсем так. Подобные программы оперируют уже высчитанными данными по нагрузкам, которые придется выдержать стропильной системе. Поэтому, проведя самостоятельный расчет, вы прочувствуете все конструктивные особенности крыши, которую будете возводить.

Расчет постоянных нагрузок

Схемы нормативных снеговых нагрузок

Схемы нормативных снеговых нагрузок. Если уклон крыши больше 60 градусов, снеговая нагрузка в расчет стропильной системы не принимается.

Прежде чем определить, какой будет длина стропил, нужно понять, на что ориентироваться. Поэтому правильно начинать с простого, то есть с определения веса самой конструкции кровли. Для этого вы должны просчитать, каким будет вес одного кв. м каждого слоя. Сначала нужно изучить технические характеристики материала, который должен быть, обычно там указывается необходимая величина. После того как все данные получены, складываете все величины между собой и увеличиваете результат на 10 %, тем самым задавая запас прочности стропильной системе. Лучше подбирать материалы так, чтобы на один кв. м площади крыши не приходилось более 50 кг веса.

Расчет снеговой нагрузки

Чтобы предпринять дальнейший расчет стропил, следует перейти к просчетам переменных нагрузок, а конкретно – снеговой, так как многие местности испытывают длительное влияние снежных зим. И тяжесть снега, воздействующего на крышу, не должна сломать брус, использованный в качестве стропильной ноги.

Рассчитывается этот вид нагрузки по формуле: вес снега на 1 кв.м × корректирующий коэффициент = полная снеговая нагрузка. Первая величина является усредненным значением и меняется в зависимости от регионального расположения дома. Корректирующий коэффициент необходимо взять из СНиП 2.01.07-85. Этот результат стоит тоже увеличить на 10 %, тем самым создав запас прочности.

Расчет ветровой нагрузки

Схема ветровых нагрузок

Схема ветровых нагрузок. Они зависят от района, где стоит дом.

Данный показатель очень важен для наклонных конструкций, которыми являются скаты крыши. При малых углах наклона возникает опасность разрушения кровли, а при больших – очень велико давление ветра по всей поверхности ската, так что высоту кровли нужно продумывать как можно тщательнее. Формула расчета выглядит так: показатель региона × коэффициент = ветровая нагрузка. Для определения показателя региона существует таблица значений, коэффициент изменяется в зависимости от высоты дома и местности вокруг (лес, степь, высотные дома). Узнать точные значения этих двух величин можно в том же СНиПе, так как они должны быть подходящими для вашего проекта.

Принцип расчета

Расчет нагрузок на стропильные системы

Расчет нагрузок на стропильные системы. Расчет стропильной конструкции и расположение элементов осуществляется путем разработки планов, схем кровли.

Задавшись целью правильно посчитать длину стропильной ноги, осознайте, что почти вся крыша – это система треугольников, независимо от конфигурации ферм. Поэтому определить длину досок, необходимых для конструкции, не составит особого труда. Какого сечения выбрать брус или количество ног – другое дело. Ориентиром для правильности этих расчетов может стать таблица стандартов, где можно увидеть соответствие между длиной, сечением и шагом установки ног.

Например, сечение стропил для скатной крыши может варьироваться от 40*150 мм до 100*250 мм. Чем реже шаг установки, тем больше длина стропильной ноги, значит, суммарная нагрузка на нее возрастает, как следствие – сечение стропил должно быть больше. Значение в этих расчетах имеет все: из какого дерева брус вы используете, как была просушена древесина, где находится строение, каким нагрузкам будет подвергаться. Не пренебрегайте никакими факторами. Подробный пример расчета стропил можно найти в СНиПах по проектированию строений.

Какому алгоритму действий следовать

Таблица весов кровельных материалов

Таблица весов кровельных материалов. Значение нагрузок на стропильные системы может существенно изменяться в зависимости от выбранного кровельного покрытия.

  1. Определить длину стропил. Для этого используют теорему Пифагора: квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов. Высоту (первый катет) вы задаете самостоятельно в зависимости от проекта, а второй катет – это ширина вашего дома. Однако учитывайте, что стропильные ноги должны выступать за стены минимум на 60 см. Для строительства чаще всего используется деревянный брус, поэтому чтобы правильно все рассчитать, нужно сразу определиться с видом древесины, которую будете использовать. От этого зависит собственный вес конструкции и нагрузки, которые она сможет выдержать. Если по проекту стропильные ноги будут более 6 м, то брус нужно сращивать, тем самым получая нужную длину. Если такой момент имеет место, то это тоже должно найти отражение в расчетах: брус нужно взять большего сечения, уменьшить шаг между стропилами, расчет которых вы производите.
  2. Рассчитать толщину бруса и досок. Толщина бруса зависит от многих факторов, но в основном от того, какой будет нагрузка. Определяется толщина чаще всего по сводным таблицам. Можно было бы сказать, что чем больше толщина стропильной ноги, тем лучше, но нужно учитывать, что и вес конструкции от этого значительно увеличится.
  3. Определить расстояние между стропилами. Для жилых домов этот показатель должен быть от 0,6 м до 1 м. Величина изменяется в зависимости от планируемой нагрузки на кровлю, выбора материалов и даже того, какого сечения будет использоваться брус. Чем большим нагрузкам будет подвергаться конструкция, тем меньше будет шаг. Количество стропил рассчитывается таким образом: длину ската делят на выбранное значение шага, потом прибавляют единицу и округляют в большую сторону. Это число и есть количество ног для одной стороны ската.
  4. Рассчитать пролеты стропильной системы. После этих расчетов вы окончательно определитесь в конструкции крыши.
  5. Выбор типа стропильной фермы. Совокупность различных элементов крыши называют фермами, они бывают: W-образными, М-образными, Е-образными, мансардного типа. Количество конфигураций огромно. В итоге получается жесткая конструкция – скелет крыши. Продумывайте все конструкции таким образом, чтобы система стропильных и подстропильных ферм увеличивала запас прочности при нагрузке на крышу. Тогда стропильной системе ничего не будет угрожать.
  6. Анализ несущей способности фундамента и стен. Проводится для окончательного утверждения всех конструкций здания.
  7. Анализ необходимости таких элементов стропильной системы, как раскосы и затяжки. Возможно, вы решите увеличить стабильность конструкции за счет этих элементов.

 

длина и высота стропил, сбор нагрузок и примеры

Содержание статьи:

Скатная система кровли является наиболее популярной среди частных застройщиков. Наклонная поверхность обеспечивает эффективный отвод воды и снега, на ней не задерживается грязь и мусор. Вместе с тем эта конструкция имеет довольно сложное устройство. Главным условием ее устойчивости, прочности и долговечности является правильный расчет стропильной системы. Это процедура, для осуществления которой нужно иметь множество различных данных, касающихся свойств материала изготовления, формы крыши и климатических условий. Провести расчет стропил можно и самостоятельно. Для этого нет необходимости обращаться в проектную фирму, но времени потратить придется немало. Ошибки в ту или иную сторону чреваты катастрофическими последствиями для здания и риском для здоровья его жильцов.

Классификация нагрузок на стропильную систему

Самый простой по устройству двускатный каркас состоит из таких деталей:

  • стропило — является основным элементом, на котором устанавливается утепление, гидроизоляция и обрешетка;
  • мауэрлат — мощный брус, укладываемый на внешние стены в качестве упора для стропил;
  • обрешетка — рейки, на которые укладывается кровельное покрытие;
  • прогон — брус, обеспечивающий продольную устойчивость несущих фрагментов;
  • лежень — принимает часть нагрузки от стоек на мауэрлат;
  • стойка — вертикальные опоры перераспределяющие давление от стропил между лежнем и мауэрлатом;
  • подкос — предназначен для подпорки стропильной ноги и предотвращения ее провисания под вертикальным давлением.

Чтобы правильно рассчитать стропила, необходимо ознакомиться с составляющими нагрузки, которая воздействует на любую крышу.

Классификация внешних факторов, влияющих на стропильные конструкции:

  • Основные. Подразделяются на постоянные и длительные. К постоянным относится вес самого каркаса, утеплителя, гидроизолятора, мембраной пленки и крепежных приспособлений. Длительные — вес снега, который лежит на поверхностях более одного часа. Также, скаты испытывают нагрузки от стекающей по ней воды во время интенсивного ливня.
  • Дополнительные. Здесь подразумевается влияние на конструкцию значительного объема льда, сильных порывов ветра и веса мастеров в процессе проведения монтажных и ремонтных работ.
  • Форс-мажорные. Принимаются во внимание экстремальные факторы, длящиеся в течение краткого отрезка времени. К ним относится взрыв, ураган, землетрясение или оползень, возникновение пожара.

Для расчета стропильной системы двухскатной крыши берутся величины, максимально приближенные к предельным. Исходя из сопоставления полученных данных вычисляется сечение стропил, расчет шага стропил, устанавливается высота и наклон крыши.

Нагрузки, действующие на крышу и формулы их расчета

Сбор нагрузок на кровлю представляет собой процесс, в котором для получения условий задачи, необходим ряд исходных данных. Они рассчитываются экспериментально или берутся из статистики.

За основу берутся такие виды нагрузок:

  • Снеговые. Получаются из приложений к картам. Информация в таблицы вносится по усредненным результатам многолетних наблюдений. Для крыш с наклоном до 25º нагрузка составляет в пределах 80-560 кг/м² для снеговых районов I-VIII категорий с шагом 80. При крутизне скатов 30-55º вводится понижающий коэффициент 0,5-0,7.
  • Ветровые. Эти данные также получают по справочным таблицам, заполненным по статистической информации. Расчет проводится в кгс/м² по климатическим зонам и типам местности. Нагрузка составляет 17-85 кгс/м² для местности типов I-VIII. Оказывает влияние на результат и высота здания. Чем больше оно возвышается над землей, тем больше коэффициент, который составляет 0,75-1,25 для домов 5-15 м.
  • Вес кровли является одним из определяющих факторов и определяется в весе одного квадратного метра покрытия с учетом технологических накладок и швов. Удельный вес, а равно и давление материала составляет в кг/м²: мягкая черепица — 12, профнастил — 5, керамическая черепица — 50, шифер — 13, битум — 6, сланец — 45, фальц — 6. Общий вес определяется путем умножения удельного веса на общую площадь.
  • Вес чернового настила и обрешётки. Основание для кровли особо не влияет на прочность каркаса и делается максимально легким, чтобы снизить расходы на материал и вес каркаса. В среднем вес обрешетки составляет 15-25 кг/м². Данный показатель определяется углом крыши и видом конструкции. В случае с решетчатой схемой он минимальный, а при сплошной основе — максимальный.
  • Вес утеплителя. Наиболее распространенные сегодня пенопласт и пенополиуретан настолько легки, что принимаются в расчет, когда проектируются сложные конструкции для эксплуатации в сложных условиях, где имеет значение буквально каждый килограмм. Утепление весит в среднем 10-20 кг/м². Самым тяжелым, но и эффективным является базальтовая вата.
  • Вес стропильной системы. Альтернативы древесине не существует, поэтому для сборки каркаса используется легкий и прочный брус из сосны и ели. Применение ценных пород древесины оправдывается только в условиях влажного климата, особенно в приморских районах страны. В зависимости от выбранного материала вес стропильной системы рассчитывается по нормативу 10-20 кг/м².
  • Вес проводящих ремонт рабочих. Учитывая специфику монтажа или ремонта кровельного покрытия, одновременно на крыше может находиться не более четырех человек с каждого ската. При этом давление оказывается не только на всю поверхность, но и точечно — по отдельности на каждую опорную деталь. Поэтому нагрузка от строителей считается максимальной и рассчитывается в пределах 80-120 кг/м² в зависимости от комплекции ремонтника.
  • Несущая способность материала зависит от таких факторов, как вид и сорт древесины, ее сечение (высота и ширина бруса), степень просушки и обработки специальными жидкостями.

Чтобы посчитать потребность материала и составить грамотный чертеж стропильной системы, нужно найти достоверные данные, обобщить их, а затем свести в единую формулу. При этом в проекте имеет значение каждый нюанс — угол кровли, частота установки, длина и толщина стропил.

Расчет сечения стропильной ноги и затяжки

Проектируя каркас для крыши, в расчет берутся предельные нагрузки между началом деформации конструкции до ее полного разрушения. Большое значение для правильного расчета конфигурации остова крыши имеет ее тип и градус уклона. В каждом случае на покрытие действует сразу несколько сил.

Имеющиеся в СНИП таблицы следует применять для вычисления таких параметров скатной системы:

  1. Небольшой угол уклона (покатая крыша). Когда он меньше 25º, на стропила больше действует сила тяжести панелей, утеплителя и самого каркаса. При этом ветровая нагрузка стремится поднять кровлю и оторвать ее от мауэрлата. При плоской конструкции допускается провисание не более 0,05%, а длина стропил должна быть минимальной. Достижение необходимой устойчивости осуществляется за счет уменьшения размера выноса и дополнительной фиксации к стенам дома.
  2. Крутая крыша со сложной формой. Здесь давление на изгиб стропил оказывается минимальное, так как они располагаются под углом к горизонтальным конструкциям. Но сооружение испытывает намного большее давление от воздушных масс, которые стремятся ее опрокинуть. Так называемая парусность является основным врагом крыш с крутыми скатами.

Чтобы вычислить длину и сечение стропил в зависимости от пролета, необходимо воспользоваться такими таблицами:

  • Толщина снегового покрова. С учетом изменений климата следует ориентироваться на максимальные исторические показатели. Взять нужную информацию можно в местном подразделении гидрометцентра или органе власти.
  • Среднегодовая температура. Больше нужно обращать внимание на зимний период. Нельзя исключать возможность обильных осадков с последующим похолоданием. Такие явления приводят к образованию наледи и скоплению на крыше большого объема снега. Именно это чаще всего становится причиной разрушения стропил.
  • Роза ветров. Воздушные потоки оказывают сильное отрывное или вертикальное воздействие на покрытие. Следует учитывать и направление ветра, чтобы придать крыше наиболее оптимальную с точки зрения аэродинамики конфигурацию и расположение относительно сторон света.
  • Прочность (степень прогибаемости) древесины. В большинстве случаев используется ель и сосна. Лиственница и кедр более прочные, но намного тяжелее и дороже, поэтому практически не применяются. 1 сорт ели и сосны выдерживает нагрузку 140 кг/см², 2 сорт — 130 кг/см², а 3 сорт — 85 кг/см². Из этого можно понять, что экономить на материалах не стоит.
  • Вес конструкционных материалов. Речь идет об обрешетке, утеплителе, гидроизоляции и мембране. Если делается мансарда, учитывается вес внутренней отделки потолка и стен, которые закрепляются на стропильной системе.

На основании сопоставления данных делаются расчеты потребности материалов и составляется смета обустройства кровли.

Смета будет зависеть от конфигурации кровли и материала кровельного покрытия

Данный документ состоит из следующих пунктов:

  • мауэрлат;
  • стропильные фермы;
  • обрешетка;
  • контробрешетка;
  • лежни;
  • стойки;
  • опоры;
  • стяжки;
  • прогоны;
  • подкосы;
  • карнизные узлы свеса кровли, фронтонных выносов;
  • сопряжения с трубами, дымоходами и вентиляционными каналами;
  • конструкций под мансардные или вентиляционные окна;
  • крепежные элементы.

Смету нужно рассчитывать с резервом 10-15% на ошибки, обрезки, потери при транспортировке, хранении, проведении грузоподъемных работ.

Учет климатической карты региона

Даже самые надежные материалы имеют определенный запас прочности. На стропила действуют силы различной направленности. С одной стороны, это вес всего сооружения за вычетом массы самих несущих деталей. К вертикальному давлению добавляются массы снега и рабочих, которые могут ремонтировать покрытие, устанавливать на крыше различные сооружения типа антенны, флюгера или флагштока. Здесь нужно обратиться к разделу климатических карт, которые касаются осадков.

С другой стороны, нельзя недооценивать влияние температуры на все элементы крыши. Как сильное охлаждение, так и нагрев, приводит к их деформации. Это становится причиной отклонений несущих конструкций от технологических осей, что существенно ослабляет их несущую способность. Способ решения проблемы — увеличить толщину стропил в соответствии с температурным разделом технологической карты.

Следует помнить о главной опасности для крыш большой площади — ветре. Информацию о направлении и скорости движения воздушных масс можно найти в каждом атласе, где по каждому региону есть подробная климатическая информация.

Строительные нормы

В соответствии с положениями СНИП II-26-76 шаг и сечение стропил определяют расчетом в зависимости от действующих нагрузок. Размер шага и форма стропил определяется по таблицам, изложенным в документе.

Состоит он из следующих разделов:

  1. Общие положения.
  2. Нормы и правила строительства (обязанности должностных лиц, принимающих участие в разработке и осуществлении проекта).
  3. ГОСТы для строительства – правила проведения проектных работ, особенности строительства для каждого региона.
  4. Правила выполнения, сдачи и приемки работ. Все необходимые к выполнению пункты.

Следуя требованиям, указанным в нормативном акте, можно составить проект, который ненамного будет уступать документу от профессионалов.

Примеры расчета наклонных систем

Основой прочности и надежности каркаса для кровли является правильное определение сечения и шага стропил. Следует учитывать и конфигурацию утеплителя. Для рулонных и плитных материалов оптимальным является расстояние, соответствующее их ширине. Для средней полосы России при длине ската 500 см и шаге стропила 60 см берется брус сечением 50×175 мм, а при увеличении интервала — 50×200 мм. Однако эти рекомендации относительны, следует заранее узнать все коэффициенты и применить их на практике.

Можно рассчитать параметры стропильной системы по формуле с заранее собранными данными:

  1. Снеговая нагрузка: S расч = 199 кг/м²×1,4 = 278,6 кг/м².
  2. Ветровая нагрузка: Wрасч = 28,02 кг/м²×1,4 = 39,23 кг/м².
  3. Постоянная нагрузка: Gрасч = 53,11кг/м²×1,1 = 58,42 кг/м².

Остается ввести коэффициенты прочности крыши под углом 35 градусов с шагом стропил 900 мм из сосны I сорта, высотой до конька 7м с профнастилом в качестве кровельного материала. Результат будет такой: стропила сечением 125х200 мм.

На какие нагрузки рассчитывается стропильная ферма

5.2. Порядок расчета стропильных ферм

Проектирование фермы начинают с ее компоновки. На этой стадии выбирают статическую схему и очертание фермы, назначают вид решетки и определяют генеральные размеры. Затем производят статический расчет фермы, подбор сечений элементов фермы, расчет и конструирование ее узлов.

5.2.1. Определение нагрузок на ферму

Стропильные фермы рассчитываются на нагрузки, передающиеся на них в виде сосредоточенных сил в узлах: постоянную – от веса кровли, конструкций подвесного потолка, собственного веса фермы со связями и др.; временные – от снега, а также от ветра (при уклонах кровли более 30о), подвесного подъемно-транспортного оборудования (при его наличии) и других возможных технологических нагрузок.

Равномерно распределенная нагрузка подсчитывается сначала на 1 м2 площади, затем по грузовой площади находится сосредоточенная сила, действующая на каждый узел.

При возможном загружении фермы снеговой нагрузкой на половине пролета может измениться знак усилия с «плюса» на «минус» в средних малонагруженных элементах решетки. В практических расчетах такие элементы принимаются конструктивно по предельно допустимой гибкости как сжатые (независимо от знака усилия).

При жестком сопряжении ригеля с колонной ферма в составе рамы испытывает воздействие рамных опорных моментов и продольной силы (усилия от распора) Nр, передающейся при восходящем опорном раскосе на нижний пояс фермы.

Значение опорных моментов Мл иМп принимаются при одной и той же комбинации нагрузок. При определении усилий в стержнях фермы опорные моменты заменяются двумя парами горизонтальных сил, приложенных на опорах:

Н1 = Мл/hо иН2 = Мп/hо,

где hо – высота фермы на опоре по центрам тяжести поясов.

5.2.2. Определение усилий в стержнях фермы

При работе ферм с элементами из уголков или тавров принимается допущение, что все стержни соединены в узлах шарнирно, оси всех стержней прямолинейны, расположены в одной плоскости и пересекаются в узле в одной точке.

После предварительного определения опорных реакций фермы, усилия в элементах стропильных ферм от неподвижной нагрузки определяются, как правило, графическим методом – путем построения диаграммы Максвелла-Кремоны или аналитическим методом отдельно для всех загружений. Для симметричного загружения диаграмма усилий строится для половины фермы.

При наличии опорных моментов строится диаграмма усилий от единичного момента М1, приложенного к левой опоре. Зеркальное отображение этих усилий дает значение усилий в стержнях фермы от единичного момента,

приложенного к правой опоре. Единичный момент заменяется эквивалентной парой сил Н = М1/hос плечомhо.Умножая значение усилий в стержнях фермы от единичных моментов соответственно наМлиМп, получаем фактические усилия в стержнях.

Усилия от каждого загружения оформляются в табличной форме (табл. 5.1).

Таблица 5.1

Расчетные усилия в стержнях фермы, кН (форма таблицы)

Элемент фермы

Обозна-чение стержня

Постоян-ная нагрузка

Сне-говая

Опорные моменты

Расчетное усилие

ψ = 1,0

ψ = 0,9

Mл = 1

Mп = 1

Mл =… Mп =…

Номера загру-жения

Значе-ние

Лучше всего расчет ферм выполнить на ЭВМ, воспользовавшись любой из известных программ.

Для подбора сечений элементов ферм необходимо получить для каждого элемента максимально возможное усилие при самом невыгодном сочетании нагрузок.

При приложении нагрузок вне узлов фермы ее пояса рассчитываются на совместное действие продольных усилий и изгибающего момента как неразрезные балки, опирающиеся на узлы ферм. Значение изгибающего момента от сосредоточенной силы Fприближенно определяется по формуле

М = 0,9Fd/4,

где коэффициент 0,9 учитывает неразрезность пояса;

d – длина панели.

studfiles.net

Сбор нагрузок на ферму

При расчете фермы одной из первоочередных задач является нахождение нагрузок на ферму. Для этого необходимо собрать нагрузки от всех вышележащих конструкций и правильно передать их на ферму.

По способам передачи нагрузки на ферму разобьем наш расчет на 2 варианта:1. Передача сосредоточенной нагрузки на узлы фермы через прогоны2. Передача распределенной нагрузки непосредственно на верхний пояс через покрытие (профлист и тд)

Для наглядности сведем все в таблицу.

Сбор нагрузок по варианту №1 (через прогоны)

Давайте рассмотрим пример.

Есть небольшой навес, размером 6х12м (L=6м, B=3м), место строительства – г. Нижний Новгород (нормативная снеговая нагрузка – 200 кг/м2). Прогоны – швеллер 14 по ГОСТ 8240-97 (масса – 12,3 кг/м). На прогоны опирается профнастил НС35 толщиной 0.6 мм (масса – 6,4 кг/м2).

У фермы №2 и №3 самая большая грузовая площадь, а, следовательно, на эти фермы приходятся самые большие нагрузки. Расчет будем вести для фермы №2 и результаты принимать для всех ферм с целью унифицирования конструкций.

Первым делом обведем грузовые площади прогонов на данную ферму №2 (розовым).

На ферму №2 опирается 5 прогонов: два из них – крайние (№1 и №5; грузовая площадь любого = 0,752м * 3м = 2,256 м2), остальные три – средние (№2, №3, №4; грузовая площадь любого = 1,505м * 3м = 4,515 м2).

Сейчас нужно понять следующее: вся масса, которая попадает в грузовую площадь рассчитываемого прогона, переведется в сосредоточенную силу, которая будет приложена в узел фермы, где опирается данный прогон.

В грузовую площадь прогона №3 (№2, №4) попадают:

В грузовую площадь прогона №1 (№5) попадают:

Зная, что нагрузка от прогонов №2, №3 и №4 одинаковые, и, что нагрузки от прогонов №1 и №5 одинаковые, составим следующую схему:

После того, как нагрузки найдены – можете переходить к расчету усилий в ферме.

Сбор нагрузок по варианту №2 (через покрытие)

Опять же рассмотрим пример.

Тот же навес, размером 6х12м (L=6м, B=3м), место строительства – г. Нижний Новгород (нормативная снеговая нагрузка – 200 кг/м2). На верхний пояс фермы опирается профнастил НС35 толщиной 0.6 мм (масса – 6,4 кг/м2).

Рассмотрим нагрузку на ферму №2.

В грузовую площадь фермы №2 попадают следующие нагрузки:

Сосредоточенная нагрузка равная 5161 кг нам ничего не даст, потому что нам нужна распределенная нагрузка по длине верхнего пояса (строго на той длине, где опирается наше покрытие/профнастил). Для этого разделим эту нагрузку на величину опирания:

5161 кг / 6,02м = 857,31 кг/м

А вот уже эта распределенная нагрузка по длине равная 857,31 кг/м Вам и понадобится для дальнейших расчетов усилий в ферме.

А если Вы хотите задать распределенную нагрузку на площадь в калькуляторе фермы, то нагрузку 5161 кг надо поделить на площадь 18 м2 и получить 286,7 кг/м2.

Рассчитать ферму на нашем калькуляторе на сайте можно здесь либо скачать приложение на Android здесь

prostobuild.ru

3. Определение нагрузок на ферму. Определение усилий в стержнях фермы. Порядок расчета стропильных ферм.

а) постоянные нагрузки от веса кровли и собственного веса несущих конструкций покрытия; б) нагрузка от снега; в) нагрузка от ветра, г) прочие нагрузки, которые иногда прикладываются к фермам (подвесной транспорт, подвесной потолок, подвесные трубопроводы,).

Постоянные нагрузки от веса кровли, собственного веса металлических конструкций ферм, связей по покрытию принимаются равномерно распределенными.большие сосредоточенные силы учитывают по фактическому расположению.

Постоянная нагрузка на 1 м2 горизонтальной проекции определяется по формуле, гдеф – вес кровельной конструкции на 1 м²;α – угол наклона кровли к горизонту. При уклонах кровли до 1/8 включительно можно принимать cosα =1.

Узловые нагрузки определяют умножением погонной нагрузки на длину панели верхнего пояса d..

Нагрузка от снега по СНиП «Нагрузки и воздействия» Расчетная нагрузка на 1 м² кровли определяется умножением нормативной нагрузки на коэффициент надежности по нагрузке γf , в зависимости от отношения нормативного веса покрытия к нормативному весу снегового покрова по таблицам.

Нагрузка от ветра вызывает усилия противоположного знака по сравнению с усилиями от еса покрытия и снега. Поэтому ветровую нагрузку нужно учитыать только если она больше нагрузки от покрытия

Усилия в стержнях фермы определяют графическим или аналитическим способом т.е. любым способом строительной механики. Наиболее просто и удобно определять их графическим способом, путем построения диаграммы Максвелла—Кремоны. Необходимо построить три диаграммы усилий: от постоянной нагрузки, от снеговой нагрузки и от Моп=+1, представив момен

5.2. Порядок расчета стропильных ферм

Проектирование
фермы начинают с ее компоновки. На этой
стадии выбирают статическую схему и
очертание фермы, назначают вид решетки
и определяют генеральные размеры. Затем
производят статический расчет фермы,
подбор сечений элементов фермы, расчет
и конструирование ее узлов.

5.2.1. Определение нагрузок на ферму

Стропильные фермы
рассчитываются на нагрузки, передающиеся
на них в виде сосредоточенных сил в
узлах: постоянную – от веса кровли,
конструкций подвесного потолка,
собственного веса фермы со связями и
др.; временные – от снега, а также от
ветра (при уклонах кровли более 30о),
подвесного подъемно-транспортного
оборудования (при его наличии) и других
возможных технологических нагрузок.

Равномерно
распределенная нагрузка подсчитывается
сначала на 1 м2площади, затем по грузовой площади
находится сосредоточенная сила,
действующая на каждый узел.

При возможном
загружении фермы снеговой нагрузкой
на половине пролета может измениться
знак усилия с «плюса» на «минус» в
средних малонагруженных элементах
решетки. В практических расчетах такие
элементы принимаются конструктивно по
предельно допустимой гибкости как
сжатые (независимо от знака усилия).

При жестком
сопряжении ригеля с колонной ферма в
составе рамы испытывает воздействие
рамных опорных моментов и продольной
силы (усилия от распора) Nр,
передающейся при восходящем опорном
раскосе на нижний пояс фермы.

Значение опорных
моментов МлиМппринимаются при одной и той же
комбинации нагрузок. При определении
усилий в стержнях фермы опорные моменты
заменяются двумя парами горизонтальных
сил, приложенных на опорах:

Н1
= Мл/hо
иН2
= Мп/hо,

где
hо– высота фермы на опоре по центрам
тяжести поясов.

5.2.2. Определение усилий в стержнях фермы

При работе ферм с
элементами из уголков или тавров
принимается допущение, что все стержни
соединены в узлах шарнирно, оси всех
стержней прямолинейны, расположены в
одной плоскости и пересекаются в узле
в одной точке.

После предварительного
определения опорных реакций фермы,
усилия в элементах стропильных ферм от
неподвижной нагрузки определяются, как
правило, графическим методом – путем
построения диаграммы Максвелла-Кремоны
или аналитическим методом отдельно для
всех загружений. Для симметричного
загружения диаграмма усилий строится
для половины фермы.

При наличии опорных
моментов строится диаграмма усилий от
единичного момента М1,
приложенного к левой опоре. Зеркальное
отображение этих усилий дает значение
усилий в стержнях фермы от единичного
момента,

приложенного
к правой опоре. Единичный момент
заменяется эквивалентной парой сил Н
= М
1/hос плечомhо.Умножая значение усилий в стержнях
фермы от единичных моментов соответственно
наМлиМп,
получаем фактические усилия в стержнях.

Усилия от каждого
загружения оформляются в табличной
форме (табл. 5.1).

Таблица 5.1

Расчетные усилия в стержнях фермы, кН (форма таблицы)

Элемент
фермы

Обозна-чение
стержня

Постоян-ная
нагрузка

Сне-говая

Опорные
моменты

Расчетное
усилие

ψ = 1,0

ψ = 0,9

Mл
=
1

Mп
=
1

Mл
=
Mп
=

Номера
загру-жения

Значе-ние

Лучше всего расчет
ферм выполнить на ЭВМ, воспользовавшись
любой из известных программ.

Для подбора сечений
элементов ферм необходимо получить для
каждого элемента максимально возможное
усилие при самом невыгодном сочетании
нагрузок.

При приложении
нагрузок вне узлов фермы ее пояса
рассчитываются на совместное действие
продольных усилий и изгибающего момента
как неразрезные балки, опирающиеся на
узлы ферм. Значение изгибающего момента
от сосредоточенной силы Fприближенно определяется по формуле

М = 0,9Fd/4,

где коэффициент
0,9 учитывает неразрезность пояса;

d
– длина панели.

Порядок расчета стропильных ферм — Студопедия

Проектирование фермы начинают с ее компоновки. На этой стадии выбирают статическую схему и очертание фермы, назначают вид решетки и определяют генеральные размеры. Затем производят статический расчет фермы, подбор сечений элементов фермы, расчет и конструирование ее узлов.

Определение нагрузок на ферму

Стропильные фермы рассчитываются на нагрузки, передающиеся на них в виде сосредоточенных сил в узлах: постоянную – от веса кровли, конструкций подвесного потолка, собственного веса фермы со связями и др.; временные – от снега, а также от ветра (при уклонах кровли более 30о), подвесного подъемно-транспортного оборудования (при его наличии) и других возможных технологических нагрузок.

Равномерно распределенная нагрузка подсчитывается сначала на 1 м2 площади, затем по грузовой площади находится сосредоточенная сила, действующая на каждый узел.

При возможном загружении фермы снеговой нагрузкой на половине пролета может измениться знак усилия с «плюса» на «минус» в средних малонагруженных элементах решетки. В практических расчетах такие элементы принимаются конструктивно по предельно допустимой гибкости как сжатые (независимо от знака усилия).

При жестком сопряжении ригеля с колонной ферма в составе рамы испытывает воздействие рамных опорных моментов и продольной силы (усилия от распора) Nр, передающейся при восходящем опорном раскосе на нижний пояс фермы.

Значение опорных моментов Мл и Мп принимаются при одной и той же комбинации нагрузок. При определении усилий в стержнях фермы опорные моменты заменяются двумя парами горизонтальных сил, приложенных на опорах:

Н1 = Мл/hо и Н2 = Мп/hо,

где hо – высота фермы на опоре по центрам тяжести поясов.

Конструкция и расчет стропильных ферм

Пролет фермы устанавливается техническим заданием и увязывается с компоновкой конструктивной схемы каркаса. Высотой фермы задаются из учёта минимального расхода стали, требований жесткости, транспортабельности. При этом необходимо учитывать эксплуатационные затраты на отопление здания, антикоррозионную обработку, а также изготовление и монтаж.

Минимальную высоту ферм с параллельными поясами и трапециевидных подбирают из условия жесткости по формуле:

 — предельно допустимый относительный прогиб фермы;

— Максимальное напряжение в поясе ферм;

 — Высота и пролет ферм;

 — постоянная и временная нагрузки;

 — Коэфифиенты надежности по нагрузке;

Что бы убрать большой прогиб ферм, его компенсируют строительным подъемом, т.е. фермы изготавливают с обратным выгибом.

Рис. Типы сечений стержней ферм: а — пояса, б — решетка

Решетку ферм проектируют треугольную, треугольную с дополнительными стойками, подкосную, шпренгельную, реже – крестовую и ромбическую.

Оптимальный угол наклона для треугольной решетки – 45°, для подкосной – 35°. Широкое применение в производственных зданиях находят унифицированные конструкции ферм. Это повышает индустриальность и качество изготовления, снижает сроки проектирования, изготовления и строительства.

Фермы из парных уголков и тавров

В каркасах производственных зданий фермы из парных уголков чаще проектируют с параллельными поясами и трапецеидального очертания. По ним укладывается легкое покрытие по прогонам или железобетонным плитам. Треугольные фермы применяются в одно пролетных неотапливаемых складских помещениях с кровлей из асбоцементных листов. Схемы унифицированных стропильных и подстропильных ферм с уклоном кровли 2,5 % показаны на рис.

Типовые схемы стропильных ( а ) и подстропильных ( б ) ферм для покрытий с уклоном кровли 2,5 %

Основными нагрузками на стропильную ферму являются постоянная и снеговая. Дополнительными могут быть нагрузки от подвесного кранового оборудования и иные технологические нагрузки. В бесфонарных зданиях снег равномерно распределен по покрытию.

При наличии фонарей следует рассматривать варианты снегового загружения по СП 20.13330:2016 «Нагрузки и воздействия». Если ферма жестко крепится к колонне, то дополнительной нагрузкой будет изгибающий момент и поперечная сила от эффекта защемления. Нагрузки следует прикладывать в узлы стропильных ферм или вводить для их восприятия дополнительные элементы (подвески, шпренгели и т. п.)

Подбор сечений стержней ферм

Конструкция и расчет стропильных ферм из уголков рассчитывают как простую шарнирно-стержневую систему. При расчете рамы с помощью программных комплексов (ПК Лира-САПР, SCad и др.) она может быть включена в состав расчетной схемы, и усилия в элементах фермы можно получить в процессе расчета рамы.

Требования по подбору сечения стержней фермы:

  • напряжения в стержнях, не должны превышать расчетные сопротивления материала;
  • гибкость не должна превышать предельных значений для соответствующих элементов;
  • степень запаса прочности не более 10%

При подборе следует стремиться к повышению устойчивости растянутого нижнего пояса из плоскости фермы, необходимой в процессе монтажа, а также к равноустойчивости сжатых стержней в плоскости и из плоскости фермы. С учетом этих замечаний рекомендуются следующие типы сечений элементов фермы из спаренных уголков:

Толщину фасонок ферм необходимо принимать по величине расчетного усилия в опорном раскосе Np в соответствии с рекомендациями данными в таблице:

Предварительно необходимо определить для каждого элемента фермы расчётные длины и усилия. Расчётные длины в плоскости фермы lx принимаются:

lx = l — для поясов, опорных раскосов и опорных стоек;

lx = 0.8l — для прочих элементов решётки;

l — расстояние между центрами узлов.

Расчётные длины из плоскости фермы (в направлении, перпендикулярном плоскости фермы) ly – расстояние между узлами, закрепленными от смещения из плоскости фермы связями, плитами покрытия, распорками и другими жёсткими элементами.

Растянутые элементы

Сечения растянутых стержней определяют из условия прочности:

Aтр — требуемая площадь сечения;

Ry — расчетное сопротивление стали по пределу текучести;

γc = 1 — за исключением случаев, оговоренных в табл. П.4.10

По найденному значению Aтр принимаем сечение по сортаменту, у которого общая площадь сечения A больше требуемой, но без лишнего запаса.

Сжатые элементы

Сечения сжатых стержней определяют из условий устойчивости, предварительно задавшись гибкостью λзад = 70–100 и соответствующим ей коэффициентом продольного изгиба ϕ зад = 0,8–0,6. При этих предположениях находятся требуемые значения:

По сортаменту подбирается сечение, у которого A ≈Aтр, и  ix,y ≈iтр, x y,

где , ix y – радиусы инерции сечения относительно осей х — x или у — y .

Определяется гибкость принятого сечения стержня в плоскости и из плоскости фермы:

По наибольшей из них находится φ (табл. П.4.2) и проверяется устойчивость:

Если запас велик, необходимо уменьшить сечение; если устойчивость не обеспечена, сечение необходимо увеличить и снова произвести проверку.

Сечения слабосжатых стержней (усилие менее ± 50 кН) подбираем по гибкости. Для этого по таблице устанавливаем предельную гибкость стержня [λ] и определяем требуемый радиус инерции:

По сортаменту принимаем сечение, у которого:

Предельные гибкости [λ] стержней фермы

Примечание. Здесь α = N/(φAR y γ c ), но не менее 0,5.

Результаты подбора сечений приводятся в табличной форме. Пример составления ее приведен в таблице ниже. В соответствии с расчетной схемой фиксируются стержни каждого элемента и расчетные усилия, полученные в процессе статического расчета. Ввиду симметрии фермы достаточно представить подбор сечений для половины фермы, т. к. вторая половина будет такая же.

Подбор сечений стержней фермы

Пример расчета фермы 24м из парных уголков, можно посмотреть на этой странице http://spacecad.ru/ferma-24m/

 

Поделиться ссылкой:

Понравилось это:

Нравится Загрузка…

Похожее

Стропильные системы крыши — разновидности, способы крепления, преимущества и недостатки

Статьи про устройство и монтаж крыш и перекрытий >> Устройство стропильных ферм —
разновидности, особенности конструкций и крепления деталей

Делимся с друзьями и коллегами

Навигация по странице: Варианты стропильных ферм для разных домов   Расчёт стропильных ферм   Способы крепления деталей в деревянных стропильных фермах   Уход за деревянными стропилами

Крыши бывают скатные и плоские, важнейшим несущим элементом скатной крыши являются стропилы или стропильные фермы.

В этом материале изложена информация о вариантах устройства основы для крыши — стропильной системы,
которая обычно состоит из стропильных ферм (отдельных жёстких конструкций, являющихся основой для всей
конструкции крыши).

Напомним традиционное устройство крыши современных частных домов.

Основные компоненты несущей конструкции крыши – стропильные фермы, обрешётка и кровля.

Кровля — это самая наружная часть крыши, непосредственно контактирующая с окружающей средой.

Обрешётка, состоящая обычно из брусков и досок перпендикулярно прикрепленных к стропильным фермам, является
опорой для кровельных материалов (шифер, рубероид, черепица и так далее).

Стропильные фермы

Традиционная конструкция стропильных ферм для частного дома.

На изображении готовая конструкция стропильных рам, цифрами обозначено: 1 — стропило, 2 — затяжка, 3 — мауэрлат,
4 — коньковый прогон, 5 — дополнительный прогон под стойками и подкосами,
6 — подкосы, 7 — стойка.

В основе стропильной фермы лежит треугольник, как наиболее жёсткая и экономичная
конструкция. Он состоит из 2 стропильных ног (это верхний пояс фермы, на который
укладывается обрешётка) и затяжки (нижний пояс, который опирается на стены).
Стропильные ноги верхними концами соединяются с коньковым прогоном. Нижние концы
стропильных ног крепятся на наружные стены дома. Стропилы или стропильные фермы надо обязательно
устанавливать строго вертикально.

Простые стропильные фермы, состоящие из верхнего и нижнего пояса, выдержат только
лёгкую кровлю. Если планируется использовать тяжёлые кровельные материалы надо
использовать основательные строительные фермы, снабжённые дополнительными внутренними
подпорками (подкосами, стойками, схватками).

Варианты стропильных ферм для разных домов

В начало

На фото изображено: 1 — висячая ферма однопролётного дома с расстоянием между стенами 4 — 6 метров,
2 — ферма с подкосами при расстоянием между несущими стенами 6 — 9 метров,
3 — ферма для однопролётного дома шириной более 8 метров,
4 — наулонная стропильная ферма с несущей стенной внутри дома,
5 — ферма для мансардной крыши.

Варианты конфигурации стропильных ферм

Формы кровельных ферм.

Стропильные фермы изготавливаются исходя из формы крыши и предполагаемых нагрузок (обустройство чердачного
помещения, ветровая и снеговая нагрузка).

Самую простую конструкцию висячих стропильных ферм используют на однопролётных домах
(дома только с наружными несущими стенами). Ширина таких домов не должна
превышать 6 метров. При такой планировке дома вполне достаточно чтобы стропильные
фермы опирались только на стены без промежуточных опор. Конструкция в таком случае
самая простая: 2 стропильные ноги, затяжка и пара подкосов. Элементы конструкции
между собой соединять можно гвоздями или шурупами с помощью двухсторонних угловых
накладок (дощечки толщиной 25 миллиметров или металлическая планка с отверстиями).

Если ширина однопролётного дома превышает 6 метров, тогда необходимы фермы с
дополнительными подкосами. О такой конструкции так же надо подумать, если
зимой наблюдается большая снежная нагрузка.

При пролётах более 8 метров между вершиной фермы и затяжкой устанавливают «бабку» —
вертикальную подпорку.

Если необходимо сделать крышу для двухпролётного домика со средней несущей стеной, то
используют наклонные стропильные фермы. Они имеют 3 опоры: края опираются на
наружные стены, а средняя часть на внутреннюю стену.

При ширине здания около 10 метров достаточно одной дополнительной опоры, если же
ширина приближается к 15 метрам, тогда для надёжности нужны 2 опоры. Верхние концы
стропильных ног для простоты соединяются внахлёст, можно для крепости использовать
угловые металлические накладки. Нижние концы стропил крепятся к опорным брускам
(мауэрлатам) размером 100 на 100 миллиметров.

Мауэрлаты делают из целых бревен, обтёсанных на два канта, но часто используют и
обрезки длинной 60 – 70 сантиметров. В середине фермы устанавливается средняя стойка,
на которую опирается вершина фермы.

Для мансардных крыш необходимо делать фермы специальной конструкции. Они могут
опираться на внутреннюю стену (для двухпролётных строений) или только на наружные
(для однопролётных домов). Особенностью мансардных ферм является наличие междуэтажного
перекрытия вместо затяжки. Такая конструкция нужна, так как нижний пояс служит
основой для пола мансардного помещения.

В вершине стропильной конструкции крыши укладывается прогон, служащий основой
будущему коньку крыши. Коньковый прогон можно сделать из бревна с большим сечением
или сколотить из двух досок толщиной 50 – 70 миллиметров.

Ориентировочное расстояние между стропильными фермами – 1 метр. На крышах с уклоном
более 45 градусов расстояние можно увеличить до 1,4 метра. Если дом находится в
районе с обильным снежным покровом 0,6 – 0,8 метра.

План расположения стропильных ног зависит от конструкции крыши и расположения
опорных стен.

Стропильные фермы можно изготавливать самостоятельно, но во многих городах есть фирмы,
которые могут их изготовить на заказ по индивидуальным размерам.

Расчёт стропильных ферм

В начало

Материалом для стропил служит круглый лес диаметром 15 — 20 сантиметров или доска толщиной 40 — 60 миллиметров.

Толщина досок или брёвен для изготовления стропильных ферм, а также их количество рассчитывается исходя из
удельной нагрузки которую будут испытывать фермы во время эксплуатации.

Сечение стропил в зависимости от их длины и нагрузок можно узнать из табличных данных, но предварительно надо
подсчитать нагрузку на 1 метр длины стропил. Удельная нагрузка на 1 метр стропил Рудельная нагрузка
определяется умножением удельного веса крыши (вместе со снеговой нагрузкой) на коэффициент, зависящий от
расстояния между стропилами Красстояние между стропилами.

Приведём пример вычислений, ориентируясь на которые можно узнать информацию для собственного строительства.

Допустим мы имеем такие исходные данные:

1. вес снегового покрова Рснегового покрова = 100 кг/м2
(ориентировочная цифра для средней полосы России)

2. уклон крыши 30° градусов

3. кровля сделана из волнистых асбестоцементых листов

4. длина стропильной ноги до упора 3,5 метра

5. расстояние между стропилами 1,2 метра.

Расчёт коэффициента снеговой нагрузки.

Считаем снеговую нагрузку на крышу Р снеговая нагрузка =
Рснегового покрова × К, где Рснегового покрова =
100 кг/м2, К — коэффициент зависящий от уклона кровли, в нашем случае он равен 0,8.
Подставляем исходные цифры в формулу Р снеговая нагрузка = 100 × 0,8 =
80 кг/м2.

Коэффициент (К) давления снега на крышу, зависящий от угла наклона кровли, рассчитывается исходя вот из этих
данных: если угол А < 25°, то коэффициент равен 1, если угол А > 60°, то коэффициент равен 0.

Вес конструкции и кровли Рконструкции = 60 кг/м2.
Подсчитывая вес конструкции и кровли можно ориентироваться вот на эти данные.

Материал для кровли Вес 1 м2 не утеплённой крыши (учитывается материал кровли, обрешётка и стропилы)
в кг.
Мягкая рулонная кровля (толь. рубероид) 35 — 40
Асбестоцементные волнистые листы 35 — 40
Черепичная ленточная 60

Общая удельная нагрузка на 1 м2 крыши Рудельная нагрузка =
Рснеговая нагрузка + Рконструкции = 80 + 60 =
140 кг/м2.

Удельная нагрузка на 1 м. длины стропил равна общей удельной нагрузки, умноженной на коэффициент, зависящий
от расстояния между стропилами, то есть Робщая нагрузка = 140 × 1,2 ≈
170 кг. на 1 метр длины.

Зная общую нагрузку на стропила (170 кг на 1 метр) и свободную длину стропил в горизонтальной проекции
(3,5 метра), подбираем сечение стропил исходя из данных таблицы.

Сечение стропил в зависимости от их длинны и испытываемой нагрузки
Диаметр бревна, см Сечение стропил, см Длина стропил, см
Высота досок или брусьев при их толщине, см При удельной нагрузке на 1 м/кг длина стропил
4 5 6 7 8 9 10 75 100 125 150 175
12 18 17 16 15 14 13 12 4,5 4 3,5 3 2,5
14 20 19 18 17 16 15 14 5 4,5 4 3,5 3
16 21 20 19 18 17 16 5,5 5 4,5 4 3,5
18 22 21 20 19 18 6 5,5 5 4,5 4
20 23 22 21 20 6,5 6 5,5 5 4,5
22 24 23 22 6,5 6 5,5 5

Способы крепления деталей в деревянных стропильных фермах

В начало

Компоненты стропильной рамы.

Надёжность крыши во многом зависит от правильного соединения частей стропильных рам. Способы крепления для
стропил из брёвен отличаются от крепления стропильных ферм из досок.

Крепление деревянных элементов крыши осуществляется с помощью металлических пластин, скоб, болтов,
затяжек, гвоздей и путём врезки и склеивания.

На изображение цифрами обозначено: 1 — зуб, 2 — гнездо под зуб,
3 — подстропильный брус, 4 — стойки оконного проёма, 5 — поперечина оконного проёма,
6 — скобы, 7 — ригель, 8 — металлические косынки.

Правильное соединения деталей стропильных рам из брёвен

Стропильные фермы, брёвна, крепление

На изображение обозначено: а — стропильная нога, б — стена, в — подкосы, г — скобы, д — лежень, е — кобылка, ж — гидроизоляция из рубероида.

Соединяя стропильные фермы используйте болты — это увеличивает жёсткость и долговечность конструкции.

Правильное соединения деталей стропильных рам из досок

Стропильные фермы, доска, крепление

На изображение обозначено: а — стропильная нога, б — стена, в — подкосы, д — лежень, з — накладки, к — мауэрлат.

Уход за деревянными стропилами

В начало

Правильно сделанная крыша прослужит долгие годы, но у деревянных стропильных ферм
есть два основных врага:

1. гниение из-за попадания влаги;

2. повреждение дерева паразитами.

Для того чтобы избежать проблем надо соблюдать вот эти условия эксплуатации кровли:

1. регулярно осматривать чердак, и если обнаружена даже малейшая течь быстро её
устранять;

2. обрабатывать древесину специальным антисептиком для устранения разного рода паразитов;

3. выполнять регулярную вентиляцию крыши.

Более всего подвержены загниванию мауэрлаты и концы стропильных ног. Если обнаружен
повреждённый участок, его надо полностью удалить и вставить вкладыш из новой древесины.

Дополнительные статьи с полезной информацией

Варианты формы и строения крыши для частного дома

Крыша в доме может иметь самое разное строение и чтобы она максимально выполняла свои функции и при этом материально не разорила
застройщика надо заранее проектировать и обдумывать данный элемент дома.
Читать далее…

Делимся с друзьями и коллегами

Описание современных кровельных материалов

Строение крыши и кровельный материал надо выбирать исходя из климатических условий, предполагаемых периодов использования строения,
а также материальных возможностей застройщика.
Читать далее…


ПРОГИБОВ В ОПРЕДЕЛЕННЫХ ФЕРМАХ

ПРОГИБЫ В ОПРЕДЕЛЕННЫХ ФЕРМАХ

Фермы состоят из элементов, соединенных штифтовыми соединениями. Таким образом, элементы фермы могут передавать только осевые силы (силы растяжения и сжатия). Основное различие в поведении фермы и балки состоит в том, что ферма содержит элементы, которые могут выдерживать только осевые силы, но не могут выдерживать изгибающий момент или поперечную силу , которые являются доминирующими силами в балке.

Простейшая конфигурация фермы представляет собой набор соединенных между собой элементов, образующих серию треугольников.Здесь мы обсудим прогиб детерминированных ферм с штифтовым соединением. Однако тот же анализ можно распространить и на неопределенные фермы.

Расчеты перемещений в фермах требуются довольно часто, особенно в мостовых конструкциях . Смещения в фермах требуются не только для окончательной конфигурации, но и на различных этапах возведения. Прогибы могут быть вызваны собственным весом, внешней нагрузкой, изменениями температуры элементов фермы или комбинацией этих эффектов. .

Метод расчета прогибов в определенных фермах:

Самый общий метод расчета перемещений в фермах — это принцип виртуальной работы . Поскольку к конструкции применяется единичная нагрузка (виртуальная нагрузка или фиктивная нагрузка, которая не существует), этот метод обычно известен как метод фиктивной нагрузки или метод единичной нагрузки .

Смещение в любом соединении фермы для данной нагрузки может быть определено путем приложения единичной виртуальной нагрузки в направлении требуемого отклонения в этом соединении.Смещение можно рассчитать как

.

…………… .. (1)

Где

= сила в элементе k из-за данных нагрузок,

= сила в элементе k из-за единичной нагрузки в соединении j,

= длина элемента k,

= площадь элемента k,

= модуль Юнга элемента k,

= прогиб в соединении j в направлении удельной нагрузки и

n = количество стержней (стержней) фермы

Прогибы также возможны из-за изменений длины элементов из-за ошибок изготовления или изменений температуры. В таких случаях, применяя принцип виртуальной работы,

………………… .2 (а)

Где,

= изменение длины элемента k,

= изменение теплового расширения элемента K

= изменение температуры. Таким образом, мы имеем

…………… 2 (б)

Смещения в фермах рассчитываются по формуле. 1 или 2, в зависимости от обстоятельств.

.

(Force IN Redundant Truss) полный отчет + таблица — baa

лабораторный отчет для инженерной лаборатории 2

Комментарии

  • Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь, чтобы оставлять комментарии.
  • Profile Picture rafiqi •

    goodd and perfect

Предварительный текст

BAA2921-Engineering Laboratory 2 (Force In Redundant Truss)

СОДЕРЖАНИЕ
СИЛЫ В ИЗБЫТОЧНЫХ ФЕРМАХ

ЗАГЛАВИЕ
ВВЕДЕНИЕ / ПРИНЦИПЫ
ЗАДАЧИ
АППАРАТ
ПРОЦЕДУРА
РЕЗУЛЬТАТ
ОБСУЖДЕНИЕ / АНАЛИЗ
ВЫВОД
ССЫЛКИ / ПРИЛОЖЕНИЯ

СТРАНИЦА
2
2
3-4
5
6–16
17
18
18-19

ПРИНЦИПЫ
1

BAA2921-Инженерная лаборатория 2 (Усилие в резервной ферме)

Иногда структура содержит один или несколько повторяющихся элементов в зависимости от степени
неопределенность (рисунок 1).Эти элементы необходимо удалить из фермы, в противном случае
иметь недостаточное количество уравнений для решения неизвестных сил стержня. Стройная
элементы не очень полезны при сжатии, поскольку они изгибаются и теряют свою нагрузку
возможности. Например, в следующей ферме один из двух элементов AC или BD является избыточным.
Чтобы решить эту проблему, когда ферма статически определена и устойчива, внутренние силы могут
рассчитываться с использованием метода виртуальной работы, как показано на рисунке 2.

Рисунок 1: Неопределенный / избыточный
Ферма

Рисунок 2: Виртуальный метод работы
прикладывая 1 единицу нагрузки.

ЗАДАЧА
Чтобы исследовать взаимосвязь между измеренными силами в нагруженной дублирующей ферме.
экспериментально и теоретически.

2

BAA2921-Инженерная лаборатория 2 (Усилие в резервной ферме)

4) Тензодатчик

5) Цифровой индикатор силы

4

BAA2921-Инженерная лаборатория 2 (Усилие в резервной ферме)

ПРОЦЕДУРА
Размеры измерены и приведены в таблице.

Датчик веса был подключен к цифровому индикатору.

Индикатор был включен

Показание индикатора на канале 1 было отмечено нулевым

Была нажата кнопка принудительного отображения индикатора для получения начальных показаний всех остальных
каналы

Нагрузка на конце C была приложена путем поворота рычага датчика веса, чтобы получить показание 5N
его показания были записаны для каждого элемента фермы, как показано
показатель

Нагрузка была уменьшена поворотом датчика веса в обратном направлении.
и показания записываются

постепенно

Усилия в стержнях были получены экспериментально для всех условий нагружения.
путем вычитания начального показания из загруженных показаний

Рассчитаны теоретические значения сил в стержнях.
и его показания были сведены в окончательные результаты в таблице
5

BAA2921-Инженерная лаборатория 2 (Усилие в резервной ферме)

ED

27.1
24,4
22,0
21,2
20,6
22,4
Таблица 2a: Измеренные значения сил в ферме

22,9

23,8

УВЕЛИЧЕНИЕ W
УМЕНЬШЕНИЕ W
ЧЛЕН
5

10

15

20

15

10

5

До нашей эры

7.9

14,5

20,6

26,4

20,4

14,4

8.1

ОКРУГ КОЛУМБИЯ

-11,7

-17,4

-19,5

-20,5

-17,7

-15,7

-11,7

BD

8.1

11.1

12,9

13,4

12,5

10,8

7,6

БЫТЬ

-18,8

-29,7

-38,5

-45,3

-37,5

-29,3

-18,3

ОБЪЯВЛЕНИЕ

-13,1

-17

-19,1

-20

-18,3

-16,8

-12,4

ED

2,7

-5,1
-5,9
-6,5
-4,7
Таблица 2b: Измеренные силы в ферме

-4,2

-3,3

Член

Длина

Экспериментальный

Теория

20

20

До нашей эры

0.70

26,4

28,3

ОКРУГ КОЛУМБИЯ

0,50

-20,5

-20,0

BD

0,50

13,4

-20,0

БЫТЬ

0,70

-45,3

1.0

ОБЪЯВЛЕНИЕ

0,70

-20,0

28,3

ED

0,50

-6,5

-40,0
7

BAA2921-Инженерная лаборатория 2 (Усилие в резервной ферме)

Таблица 3: Расчетные силы в ферме (20 Н)

ТЕОРИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ
А

B

0,5 м

E

D
0,5 м

C

0,5 м

W = 5N

W = 5N
На стыке C:

C

∑FY = 0

∑FX = 0

-5 + FCB грех 45 = 0

-FCD — 7.071 cos 45 = 0

FCB = 7,071 Н

FCD = -5 Н

На стыке B:
А

B

C
D
∑FX = 0

∑FY = 0
8

BAA2921-Инженерная лаборатория 2 (Усилие в резервной ферме)
А

B

C
D

∑FX = 0

∑FY = 0

-FBA + 14.142sin 45 = 0

-FBD — 14.142cos 45 = 0

FBA = 10 Н

FBD = -10 Н

На стыке D:

А

E

B

D

C

∑FY = 0

∑FX = 0

— 10 + FDA sin 45 = 0
FDA = 14,142 Н

А

-10- FDE — 14,142 cos 45 = 0
FDE = -20 Н

B
10

BAA2921-Инженерная лаборатория 2 (Усилие в резервной ферме)
ТОПОР

F

AY h
EX
E

D

C
20N

L1

+

L2

MA = 0ΣFX = 0

ΣFY = 0

-Ex (0,5) + 20 (1) = 0

AX + 40 = 0

-Ex (0,5) = -20

AX = -40N

AY — 20 = 0
AY = 20N

Ex = 40N

На стыке C:

C

∑FY = 0

∑FX = 0

-15 + FCB грех 45 = 0

-FCD — 21.213cos 45 = 0

FCB = 21.213 с.ш.

FCD = -15 Н

На стыке B:
А

B

C
D
∑FX = 0
-FBA + 21.213sin 45 = 0

∑FY = 0
-FBD — 21.213cos 45 = 0
11

BAA2921-Инженерная лаборатория 2 (Усилие в резервной ферме)

∑FX = 0

∑FY = 0

-FBA + 28.284sin 45 = 0

-FBD — 28.284cos 45 = 0

FBA = 20 Н

FBD = -20 Н

На стыке D:

А

E

B

D

∑FY = 0
— 20 + FDA sin 45 = 0
FDA = 28,284N

C

∑FX = 0
-20- FDE — 28.284cos 45 = 0
FDE = -40 Н

13

BAA2921-Инженерная лаборатория 2 (Усилие в резервной ферме)

ВИРТУАЛЬНАЯ РАБОТА ..
AY
А

B

ТОПОР
1N

EX
E

D

C

На стыке E:
А
1N
E

∑FY = 0

D

∑FX = 0
14

BAA2921-Инженерная лаборатория 2 (Усилие в резервной ферме)

D

C

∑FX = 0

∑FY = 0

0.7071– 1 cos45 + FBC sin45 = 0

— FAB -1 cos45 — FBD = 0

FBC = 0

FBD = — 0,7071

ДЛИНА

ЧЛЕН

F

п

Fnl

n2l

(М)
До нашей эры

0,70

26,4

7,0711

130,67

35.00

ОКРУГ КОЛУМБИЯ

0,50

-20,5

-5

51,25

12,50

BD

0,50

13,4

-5

-33,50

12,50

БЫТЬ

0,70

-45,3

7,0711

-224,22

35.00

ОБЪЯВЛЕНИЕ

0,70

-20,0

7,0711

-99.00

35.00

ED

0,50

-6,5

-10

32,50

50.00

Таблица 3b: Теоретические силы в ферме для W = 20N

Где P можно получить путем;

P =

∑ Fnl
∑ п 2л

16

BAA2921-Инженерная лаборатория 2 (Усилие в резервной ферме)

P =

−142.3
180.00

= — 0,7906

ОБСУЖДЕНИЕ
1. Какая связь между полученными экспериментальными и теоретическими значениями?
2. Будут ли изменения углов рамы при загрузке?
3. Какие меры предосторожности следует предпринять в этом эксперименте, чтобы обеспечить его точность?
1. Благодаря этому эксперименту мы знаем, что теоретические результаты рассчитаны, чтобы показать
точность экспериментальных результатов. Как показали результаты, между
экспериментальные и теоретические результаты из-за некоторых ошибок при проведении эксперимента.Один из
Основная причина заключается в том, что цифровой дисплей силы не статичен, когда мы проводим чтение. Кроме
Это также может быть вызвано тем, что оборудование не работает должным образом. Это может быть вызвано
устройство, которое не является хорошим обслуживанием. Кроме того, фактор окружающей среды в лаборатории также может приводить к
с какой-то ошибкой при эксперименте. Это связано с тем, что устройство чувствительно к вибрации и
движение ветра.
2. При приложении нагрузок во время эксперимента происходят изменения углов
Рамка.Угол наклона рам будет меняться при приложении к ним различных нагрузок. Однако
изменения очень маленькие, что не видно невооруженным глазом. Это потому, что прилагаемые нагрузки
небольшие и не способные внести очевидные изменения.
3. Мы должны предпринять некоторые меры предосторожности, чтобы избежать ошибок и минимизировать
ошибки во время эксперимента. Во-первых, случайные ошибки, такие как ошибка параллакса, которая может произойти
17

BAA2921-Инженерная лаборатория 2 (Усилие в резервной ферме)

Руководство лаборатории гражданского строительства (2-е издание)
Факультет гражданского строительства и ресурсов земли
Universiti Malaysia Pahang

ИНТЕРНЕТ САЙТ

http: // www.scribd.com/doc/27381814/Truss-Full-Report

ПРИЛОЖЕНИЯ

Аппараты, которые использовались в
этот эксперимент

Измерительная лента используется для измерения
длина члена

Член группы читает

Аппарат, отображающий значение
сила

19

.

PPT — Расчет сил фермы Презентация PowerPoint, бесплатная загрузка

  • Расчет сил фермы

  • Силы Сжатие Сжатое тело Напряжение Растягиваемое тело

  • Ферма Ферма соединены вместе в их конечных точках. • Обычно они соединяются сварными швами или вставками.

  • Простая ферма Простая ферма состоит из треугольников, которые сохраняют свою форму даже при снятии с опор.

  • Штифтовые и роликовые опоры Штифтовые опоры могут поддерживать конструкцию в двух измерениях. Роликовая опора может поддерживать конструкцию только в одном измерении.

  • Устранение сил фермы Допущения: Все элементы абсолютно прямые. Все нагрузки прилагаются к суставам. Все соединения шарнирные и без трения. Каждый член не имеет веса. Члены могут испытывать только силы растяжения или сжатия. Какие риски могут представлять эти предположения, если мы проектируем настоящий мост?

  • Статическая определенность Статически определенная структура — это структура, которую можно решить математически.2J = M + RJ = количество соединений M = количество элементов R = количество реакций

  • Статически неопределенное B Каждое штифтовое соединение вносит ДВЕ силы реакции ACD FD = 500 фунтов Ферма считается статически неопределимой при статическом равновесии уравнений недостаточно, чтобы найти реакции на эту структуру. Просто слишком много неизвестного. 2J = M + R Попробовать 2 (4) ≠ 5 + 4

  • Статически определенная Теперь ферма определена статически? B A C D FD = 500 фунтов Ферма считается статически определяемой, если уравнения статического равновесия могут использоваться для определения реакций на этой конструкции.2J = M + R Попробуй 2 (4) = 5 + 3

  • Пример статической детерминированности Каждая сторона моста на главной улице в Брокпорте, штат Нью-Йорк, имеет 19 шарниров, 35 элементов и три силы реакции (штифт и ролик). ), превращая ее в статически определенную ферму. Что, если бы эти числа были другими?

  • Уравнения равновесия Сумма моментов относительно данной точки равна нулю.

  • Уравнения равновесия Сумма сил в направлении x равна нулю.Вы помните декартову систему координат? Вектор, действующий вправо, положительный, а вектор, действующий слева, отрицательный.

  • Уравнения равновесия Сумма сил в направлении y равна нулю. Вектор, который действует вверх, положителен, а вектор, который действует вниз, отрицателен.

  • Использование моментов для нахождения RCY Сила, вызывающая вращательный момент по часовой стрелке, является отрицательным моментом. Сила, вызывающая движение против часовой стрелки, называется положительным моментом.3,0 фута 7,0 фута FD способствует отрицательному моменту, потому что он вызывает вращение по часовой стрелке около A. RCy вносит положительный момент, потому что он вызывает момент против часовой стрелки вокруг A.

  • Суммируйте силы y, чтобы найти RAy Мы знаем два из три силы, действующие в y-направлении. Просто сложив эти силы вместе, мы можем найти неизвестную реакцию в точке A. Обратите внимание, что перед FD стоит знак минуса, потому что на рисунке сила изображена снизу.

  • Суммирование сил x, чтобы найти Ax Поскольку соединение A закреплено, оно способно реагировать на силу, приложенную в направлении x.Однако, поскольку единственная нагрузка, приложенная к этой ферме (FD), не имеет x-компоненты, RAx должен быть равен нулю.

  • Метод соединений • Используйте косинус и синус для определения компонентов вектора x и y. • Предположим, что все стержни находятся в напряжении. Положительный ответ будет означать, что стержень находится в напряжении, а отрицательное число будет означать, что стержень находится в состоянии сжатия. • По мере решения сил обновляйте диаграммы свободного тела. Используйте правильную величину и смысл для последующих диаграмм свободного тела суставов.

  • Метод соединений 4.0 футов Размеры фермы BAC θ2 θ1 RAx D 3,0 фута 7,0 фута RAy RCy 500 фунтов

  • Метод соединений 4,0 фута Использование размеров фермы для определения углов B 4,0 фута AC θ2 θ1 D 3,0 фута 7,0 футов

  • Метод соединений 4,0 фута Использование размеров фермы для определения углов B 4,0 фута AC θ2 θ1 D 3,0 фута 7,0 фута

  • Метод соединений Нарисуйте схему свободного тела каждого штифта. B A C 53,130 ° 29,745 ° RAx D RAy RCy 500 фунтов Предполагается, что каждый элемент находится в напряжении.Положительный ответ указывает на то, что элемент находится в напряжении, а отрицательный ответ указывает на то, что элемент находится в состоянии сжатия.

  • Метод соединений С чего начать Выберите соединение, которое имеет наименьшее количество неизвестных. Силы реакции в соединениях A и C — хороший выбор для начала наших расчетов. B AB BC BD A C CD AD RAx D 0 150 фунтов 350 фунтов 500 фунтов RCy RAy

  • Метод соединений СЖАТИЕ

  • Метод соединений Обновите все диаграммы сил, основываясь на сжатии AB.B AB BC BD AC CD AD RAx = 0 D RCy = 150 фунтов 350 фунтов RAy = 500 фунтов

  • Метод соединений НАПРЯЖЕНИЕ

  • Метод соединений СЖАТИЕ

  • Метод обновления всех соединений силовые диаграммы на основе сжатого БК. B AB BC BD A C CD AD RAx = 0 D RCy = 150 фунтов 350 фунтов RAy = 500 фунтов

  • Метод соединений НАПРЯЖЕНИЕ

  • Метод соединений 500 фунтов BD D НАПРЯЖЕНИЕ 500 фунтов

  • .Анализ

    статически неопределимой фермы с использованием силового метода: решенный пример

    Введение
    Неопределенные фермы обычно анализируются с использованием метода силы или метода прямой жесткости. В этом посте мы собираемся шаг за шагом проанализировать анализ фермы, загруженной, как показано ниже.

    (EA = постоянная)

    Решение

    Шаг 1 : Определить степень статической неопределенности
    Для определения фермы;
    m + r = 2j
    Где;
    m = количество стержней = 13
    r = количество опорных реакций = 4
    j = количество шарниров = 8

    Следовательно;
    13 + 4 — 2 (8) = 1
    Следовательно, ферма не определена до 1-го порядка на опорах.

    Шаг 2: Выберите избыточный и удалите ограничение
    Чтобы найти единственную степень неопределенности, структура должна быть уменьшена до статически определенной и стабильной структуры. Это может быть достигнуто путем удаления избыточной опоры, и небольшое рассмотрение покажет, что для устойчивости конструкции необходимо будет удалить только горизонтальную избыточную опору. В этом случае давайте удалим горизонтальную поддержку в H. Это даст нам базовую систему, которая представлена ​​ниже.

    Шаг 3 : Полностью проанализируйте базовую систему и получите внутренние силы
    Теперь нам нужно получить опорные реакции и внутренние силы, используя принципы статики.

    Реакции поддержки

    ∑M H = 0 (по часовой стрелке положительный)

    16Ay — (4 × 12) — (10 × 8) — (5 × 4) — (3 × 2) = 0

    16A y = 154

    Ay = 9,63 кН

    ∑M A = 0 (против часовой стрелки положительный)

    16Hy — (5 × 12) — (10 × 8) — (4 × 4) + (3 × 2) = 0

    16Hy = 150

    Hy = 9.37 кН

    ∑F X = 0

    Ай + 3 = 0

    Ay = -3 кН

    Читайте также… ..

    Внутренние силы

    Соединение A

    Геометрические свойства
    θ = tan -1 (2/4) = 26,57 °

    ∑F y = 0
    -F AC sinθ + 9,63 = 0
    F AC = 9,63 / sin 26,57 ° = 21,53 кН (Напряжение)

    ∑F x = 0
    F AB + F AC cosθ — 3 = 0
    F AB = 3 — (21.53 cos 26,57) = -16,27 кН (сжатие)

    Соединение B

    ∑F y = 0
    -F BC — 4 = 0
    F BC = -4 кН (сжатие)

    ∑F x = 0
    -F AB + F BD = 0
    F AB = F BD = -16,27 кН (сжатие)

    Чтобы упростить наш анализ, мы можем получить силы в элементах CE и CD с помощью метода сечений.

    ∑M C = 0

    (9,63 × 4) — (3 × 2) + (2 × F BD ) = 0

    F BD = -16,27 кН (сжатие, проверка нашего ответа выше)

    ∑M D = 0

    (9,63 × 8) — (4 × 4) + (2 × F CE ) = 0

    F BD = 30,52 кН (растяжение)

    ∑M A = 0

    (30,52 × 2) — (4 × 4) + (8 × F CD sinθ) = 0

    F CD = -12.59 кН (сжатие)

    Шарнир H

    ∑F y = 0
    -F GH sinθ + 9,37 = 0
    F GH = 9,37 / sin 26,57 ° = 20,95 кН (Напряжение)

    ∑F x = 0
    -F FH — F GH cosθ = 0
    F FH = — (20,95 cos 26,57) = -18,74 кН (сжатие)

    Шарнир E

    ∑F y = 0
    F ED + 0 = 0
    F ED = 0 (без усилия)

    ∑F x = 0
    -F CE + F EG = 0
    F CE = F GE = 30.52 кН (натяжение)

    Стык D

    ∑F y = 0
    -F DC sinθ — F DG sinθ — 10 = 0
    — (- 12,59 sinθ) — F DG sinθ — 10 = 0
    F DG = -4,37 / sin 26,57 ° = -9,77 кН (сжатие)

    Шаг 4: Рассчитайте деформацию на резервном элементе
    Получив внутренние силы на резервном элементе, теперь мы можем использовать виртуальный рабочий метод для расчета горизонтального перемещения на опоре H, которое соответствует удаленному избыточному Hx.Это делается путем снятия внешней нагрузки на основную систему и приложения единичной горизонтальной силы в направлении снятой силы.

    Глядя на то, что происходит на вышеупомянутой конструкции, вы согласитесь со мной, что весь верхний пояс находится в равномерном сжатии -1,0 кН.

    Следовательно;
    F AB = F BD = F DF = F FH = -1,0 (сжатие)
    Все остальные элементы фермы имеют нулевые силы.

    Поскольку горизонтальное смещение в точке H в исходной конструкции равно нулю, это означает, что горизонтальная реакция в опоре H должна вызывать отклонение в противоположном направлении, которое будет противодействовать отклонению.

    Деформация базовой системы из-за приложенной извне нагрузки может быть получена с помощью приведенного ниже соотношения;

    Где;
    м = количество элементов
    n = внутренние силы из-за виртуальной нагрузки
    N = внутренние силы из-за приложенной извне нагрузки
    L = длина элемента
    A = площадь поперечного сечения элемента
    E = модуль упругости элемента

    Для анализа мы обычно представляем это в табличной форме. В связи с тем, что сила в элементах в состоянии виртуальной нагрузки равна нулю во всех элементах, кроме верхнего пояса, мы сосредоточимся только на верхнем поясе.

    δ 1P = 2 (65,08 / AE) + 2 (74,96 / AE) = 280,08 / AE

    Прогиб в точке H из-за виртуальной нагрузки может быть получен с использованием того же соотношения, и это показано в таблице ниже;

    δ 11 = 4 (4 / AE)) = 16 / AE

    Следовательно, соответствующее каноническое уравнение дается выражением;

    δ 11 X 1 + δ 1P = 0

    О замене;
    16X 1 + 280,08 = 0
    X 1 = -17.51 кН ←

    Следовательно, горизонтальная реакция при H (Hx) составляет 17,51 кН ←

    Получив это, мы можем снова проанализировать ферму, чтобы получить окончательные внутренние силы.

    Мы всегда рады видеть вас в Structville.

    Вы читали…
    Анализ статически неопределимых кадров с использованием методов силы и смещения

    Наша интерактивная страница в Facebook находится по адресу;
    www.facebook.com/structville

    .