После сбора нагрузок в ферме приступают к определению усилий, возникающих в стрежнях. Узловыми моментами из-за их малой величины, как правило пренебрегают.
Определение усилий в стержнях ферм
Ферма представляет собой стержневую систему, в которой при нагружении, появляются усилия в стержнях. На ферму воздействует комплексная нагрузка - постоянная, временная и кратковременная, и расчет будет производиться исходя из наименее благоприятных условий.
Для определения усилия в элементах используют методы строительной механики:
- метод сечений для ферм с параллельными поясами;
- метод вырезания узлов для ферм в форме треугольника и трапеции;
- метод построения диаграммы;
- метод построения линий влияния при подвижной нагрузке.
Также необходимо учесть, что на ферму может действовать и вне узловая нагрузка, сконцентрированная в одном из стержней, которую также необходимо учесть. Расчет начинают с верхнего пояса фермы, его рассматривают как неразрезную балку, которая опирается в узлах. При равномерно распределенной нагрузке значение пролетного момента в крае панели будет равно произведению нагрузки на длину панели в квадрате, разделенному на 10. Для промежуточных панелей произведение нагрузки и квадрата длины делят на 12.
Чтобы найти сечение, определяем для каждого элемента фермы максимальное усилие и определяем самое невыгодное сочетание. Стоит учесть, что для разных элементов, это сочетание будет меняться.
Чтобы определить несущую способность сжатых элементов важно правильно найти расчетную длину, для этого геометрическая длина стержня умножается на коэффициент приведения длины. Для поясов расчетная длина равна длине между точкам, которые закреплены от смещения.
При расчете особое внимание уделяется жесткости стержней, для сжатых элементов предельная жесткость определяется исходя из назначения и степени нагруженности стержня. Для предварительно напряженных растянутых элементов гибкость не нормируется.
Пояс фермы – это часть конструкции фермы, ограничивающая ее снизу или сверху. Пояса могут быть параллельными или непараллельными друг другу.
Рисунок 1. Усилия в стержнях фермы при трех вариантах нагружения. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Чертежи фермы
После выполнения всех процессов, связанных с расчетами и проверками сечений, приступают к формированию раздела «Конструктивные решения», в котором приводят все исходные данные, а также перечисляют использованную нормативную литературу, приводят обоснование принятых решений.
Проектирование конструкций ведется в два этапа:
- на стадии «П», то есть проект, определяется общая геометрия фермы и других несущих конструкций, указываются внутренние усилия и размеры сечений;
- на стадии «Р», то есть рабочая документация, конструкции уточняются, приводятся все размеры, вычерчиваются все типы сопряжений и соединений.
После того, как конструктор завершает работу над стадией «Р», документация передается на завод, где конструкторский отдел готовит чертежи марки КМД. В состав чертежей входят монтажные схемы, деталировочные чертежи отправочных элементов и монтажных метизов. Рабочая документация сама по себе достаточно детализирована, в ней содержатся все сведения, полученные в результате проведения расчетов и проверок, но на заводе существуют свои правила, конструкторы из бюро изготовителя ориентируются на возможности производства, технологию монтажа и наличие материалов.
Все габариты, все генеральные размеры, тип крепления, отверстия, длины сварных швов в чертежах КМД останутся теми же, что и в разделе КМ, разработанном на стадии Р, но в них могут появиться дополнительные элементы, необходимые для монтажа.
Также чертежи КМД нужны для того, чтобы рабочие на заводе могли выполнить все производственные операции без дополнительных вопросов, так как все решения и процессы в них описываются исходя их технологической оснащенности завода.
Чертеж фермы выполнятся в масштабе, как и все остальные чертежи, в зависимости от пролета фермы подбирается такой масштаб, в котором можно показать основные элементы без ущерба для читаемости. Отдельно в масштабе 1:15 -1:30 вычерчивают узлы фермы, чтобы показать, как выполнено опирание, как сопряжены между сбой раскосы и пояс фермы.
Для одного объекта может потребоваться несколько типов ферм, к примеру, если в разных пролетах меняется длина или величина нагрузки, то помимо стропильных ферм рассчитывают и подстропильные фермы.
