Презентация "Расчет и конструирование фермы. Определение нагрузок на ферму. Определение усилий в стержнях фермы." по физике – проект, доклад

Расчет и конструирование фермы. Определение нагрузок на ферму. Определение усилий в стержнях фермы.

Выполнили: Демченко Виктория Шестерова Екатерина Группа 2015/1

ПОРЯДОК РАСЧЕТА ФЕРМ.

Принят следующий порядок расчета ферм. Определение узловых нагрузок, действующих на ферму. Определение усилий в стержнях фермы. Подбор поперечного сечения нижнего пояса. Подбор поперечного сечения верхнего пояса. Подбор сечений раскосов. Подбор сечений стоек. Расчет и конструирование опорного узла. Расчет и конструирование промежуточных узлов. Рекомендуется после выполнения первых шести пунктов этого перечня сразу же приступить к вычерчиванию фермы и в дальнейшем вести расчет и конструирование параллельно.

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УЗЛОВЫХ НАГРУЗОК.

При определении усилий принимается, что все нагрузки (включая собственный вес фермы) приложены к узлам верхнего пояса, в виде сосредоточенных сил G и Р. Сила G - постоянная нагрузка (собственный вес). Сила Р - временной нагрузки (снеговая нагрузка). Постоянная расчетная узловая нагрузка определяется по формуле: G=(q+qсв)ad/cos(). Где : q – полная расчетная постоянная нагрузка на 1 м2 поверхности кровли, qсв – расчетное значение собственного веса фермы, приведенное к 1 м2 поверхности кровли, а – шаг ферм, d – длина горизонтальной проекции панели фермы,  – угол наклона верхнего пояса. Нагрузку q можно определить так:

Нагрузку q можно определить так: q =q1+q2+q3 где: q1 – собственный вес 1 м2 покрытия (гидроизоляционный рубероидный ковер, настилы, утеплитель) с учетом коэффициента надежности по нагрузке f (при учете собственного веса утеплителя f =1,2, для остальных материалов f=1,1 ); q2 – собственный вес прогона, отнесенный к 1 м2 площади покрытия: q2= Aпр f (1/d), где: Апр – площадь поперечного сечения прогона,  – объемный вес древесины, определяемый по данным, приведенным в приложении 1; q3 – собственный вес стропильной ноги, отнесенный к 1м2 площади покрытия: q3= Aстрf(1/C), где: Астр – площадь поперечного сечения стропильной ноги, С - расстояние между стропильными ногами (шаг стропил). Нагрузка qсв определяется по формуле: где: рсн – расчетная снеговая нагрузка на 1 м2 поверхности кровли, l - пролет фермы, kсв – коэффициент, зависящий от типа и конструкции фермы, принимаемый ориентировочно для треугольных ферм равным от 4,5 до 6,0, а для полигональных - 4,0 – 5,5.

Временная узловая нагрузка определяется по формуле:

Кроме вертикальных нагрузок, на фермы также действуют горизонтальные – ветровые нагрузки. Однако, при принятых уклонах кровли (угол наклона 30), согласно действующим нормам проектирования, ветровые нагрузки на фермы не учитываются.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСИЛИЙ В СТЕРЖНЯХ ФЕРМЫ.

При определении усилий в элементах стержневой фермы рассматриваемого курсового проекта все нагрузки считают приложенными в узлах верхнего пояса в виде сосредоточенных сил G и P, узлы при этом считают шарнирными. Рассмотрим метод с использованием числовых таблиц усилий от некоторых условных единичных нагрузок. Ищем наибольшие усилия в каждом элементе фермы при самой невыгодной комбинации временных нагрузок. Временная нагрузка может иметь следующие положения: а) распределена по всему пролету фермы; б) распределена односторонне на половине пролета фермы.

Постоянная нагрузка (собственный вес) распределена по всему пролету фермы. Для работы поясов наихудшие условия получаются при временной нагрузке, распределенной по всему пролету фермы. Усилия в решетке ферм обычно достигают наибольших значений при односторонней временной нагрузке на половине пролета фермы. Почти во всех схемах ферм, кроме треугольной, односторонняя нагрузка вызывает перемену знака усилий в элементах решетки, расположенных в средней части. При появлении сжимающих усилий в средних или близких к середине стойках полигональных ферм в этих панелях ставят дополнительный встречный раскос (на рис.1 показан пунктиром). Эти дополнительные "обратные" раскосы работают при одностороннем загружении временной нагрузкой на сжатие, заменяя собой основные раскосы, работающие на сжатие при полной нагрузке.

рис.1

2.1. Определение усилий в полигональной ферме.

Рассмотрим следующие три загружения полигональной фермы (рис.2). В таблице 1 приведены усилия в элементах фермы от этих типов загружения.

рис.2

Определить наибольшие усилия от реальных нагрузок в стержнях фермы можно следующим образом: Nmax= NG+NP , где NG – усилие от постоянной нагрузки: NP – усилие от временной нагрузки (как было сказано выше, временная нагрузка может быть приложена в нескольких комбинациях, поэтому NP может иметь тройное значение: Из этих трех значений нужно выбрать то, которое в сумме с NG даст максимальное усилие в элементе фермы. Отметим, что для поясов фермы, как уже было сказано выше, NP определяется однозначно:

2.2. Определение усилий в треугольной ферме.

Так как в треугольных фермах при одностороннем загружении временной нагрузкой работают только стержни загруженной половины этих ферм (стержни решетки незагруженной половины совершенно не работают), достаточно рассмотреть одну схему загружения (загружение № 3) Максимальное усилие в стержнях от реальной постоянной и временной нагрузки определяют как Nmax= Nед (G + P), где Nед см. в табл. 2

Приложение 1 Плотность древесины

4

Таблица 1 8

Таблица 2