Определение усилий в элементах фермы

Расчетная схема стропильной фермы показана на рис. 2.1.

При расчете ферм считается, что:

­ оси прямолинейных стержневых элементов в узлах пересекаются в одной точке (п. 15.2.1 [15]);

­ конструктивное решение сопряжения стержневых элементов в узлах соответствует шарнирному (п. 15.2.2 [15]);

­ одна из опор фермы является шарнирно-неподвижной, а вторая - шарнирно-подвижной;

­ нагрузка действует на узлы верхнего пояса центрально;

­ материал стержней (сталь) работает в упругой стадии.

Рисунок 2.1 – Расчетная схема фермы

На ферму действуют равномерно-распределенные постоянная нагрузка от собственного веса конструкций покрытия, равная кН/м и временная снеговая нагрузка кН/м.

Коэффициент сочетания нагрузок (п. 6.4 [17]).

Распределенная нагрузка передается через прогоны на узлы верхнего пояса в виде сосредоточенных сил:

(кН),

где (кН) - расчетная узловая сосредоточенная сила от постоянной нагрузки;

(кН) - расчетная узловая сосредоточенная сила от снеговой нагрузки;

м – расстояния между узлами фермы.

Согласно п. 10.4 [17], в тех случаях, когда более неблагоприятные условия работы элементов конструкций возникают при частичном загружении покрытия, следует рассматривать схемы со снеговой нагрузкой, действующей на половине или четверти его площади (для покрытий с фонарями).

Усилия в элементах фермы, а также подбор сечений элементов фермы определены с помощью программы SCAD Office.

SCAD Office (программа Structure CAD)– это вычислительный комплекс для прочностного анализа конструкций методом конечных элементов. Программа SCAD Office, полное название Structure CAD Office, включает развитую библиотеку конечных элементов для моделирования стержневых, пластинчатых, твердотельных и комбинированных конструкций, модули анализа устойчивости, формирования расчетных сочетаний усилий, проверки напряженного состояния элементов конструкций по различным теориям прочности, определения усилий взаимодействия фрагмента с остальной конструкцией, вычисления усилий и перемещений от комбинаций загружений.

Расчет усилий, выполненный в SCAD Office (программа Structure CAD) представлен на рисунках 2.2, 2.3, 2.4.

Рисунок 2.2 – Эпюра усилий от постоянной загрузки

Рисунок 2.3 – Эпюра усилий от снеговой нагрузки

Рисунок 2.4 – Эпюра усилий от постоянной и снеговой нагрузок