Расчет треугольной фермы онлайн: Пример расчета треугольной фермы — Доктор Лом

Содержание

Расчет треугольной деревянной фермы онлайн калькулятор. Деревянные дома и бани на заказ

Деревянные фермы перекрытия представляют собой конструкцию из горизонтальных балок, расположенных на разных уровнях и соединенных вертикальными и наклонными деревянными связями. От обычных деревянных балок их отличает большая прочность и устойчивость к прогибам. Чаще всего, их применяют для перекрытия пролетов большой длины, при невозможности устройства промежуточных опор, а также при реконструкции или усилении существующих перекрытий. В данной статье мы рассмотрим их преимущества и недостатки, конструктивные особенности и возможность изготовления своими руками.

Конструкция и изготовление ферм

Конструктивно деревянные фермы перекрытия представляют собой конструкцию из сухого строганного бруса в виде двух параллельных горизонтальных балок, которые, для обеспечения жесткости, соединены связями в виде вертикальных стоек и наклонных раскосов. В отличие от стропильных ферм, имеющих обычно трехугольную форму наружной поверхности, они имеют прямоугольную. Сечение всех их элементов, шаг установки, размеры и тип соединительных элементов определяется с помощью специальных расчетов. В настоящее время для этого, чаще всего, используются специальные программы-калькуляторы. При этом учитывается, как длина пролета, который необходимо перекрыть, так и совокупная нагрузка, которая будет на них действовать.

Изготовление таких ферм, чаще всего, осуществляется в промышленных условиях, с использованием специального точного оборудования (например, МiTek) и доставляются на строительную площадку в собранном виде. При этом все элементы конструкции соединяются специальными металлическими элементами – оцинкованными зубчатыми пластинами (МЗП).

Преимущества и недостатки

По сравнению с обычными балками использование деревянных ферм перекрытия имеет как положительные стороны, так и недостатки. Преимуществами можно считать следующие их особенности:

  • -возможность перекрывания большого пролета (до 9 м) без дополнительных опор;
  • - малый вес, что является существенным при их транспортировке и монтаже (можно обойтись без подъемных механизмов или машин), а также обеспечивает меньшую нагрузку на стены и фундамент дома;
  • - их легко и просто можно монтировать на стены любого типа;
  • - высокая несущая способность конструкции позволяет укладывать их с различным шагом (30-90 см), подстраиваясь под разный вид напольного покрытия верхнего этажа или подшивки потолка, практически, без снижения несущих свойств;
  • -отсутствие прогибов обеспечивает как надежную эксплуатацию напольного покрытия верхнего этажа, так и целостность подшивки потолка нижнего этажа;
  • -возможность прокладки скрытых коммуникаций;
  • -надежная звукоизоляция и отсутствие скрипов;
  • -качественно изготовленные конструкции могут использоваться даже в открытом виде, как один из элементов интерьера комнаты.

К недостаткам можно отнести такие их особенности:

  • - толщина межэтажного перекрытия получается большей, чем при использовании обычных балок;
  • -большая сложность и трудоемкость качественного изготовления ферм своими руками и необходимость точного их расчета;
  • - стоимость готовых ферм промышленного изготовления больше стоимости обычных балок.

Изготовление своими руками

Правильно изготовить деревянные фермы перекрытия своими руками достаточно сложно и трудоемко, но вполне возможно при наличии готового расчета и чертежа всей конструкции. Главная сложность состоит в необходимости грамотного расчета конструкции и тщательности соединения всех ее элементов. Как правило, выполнить такой расчет под силу только специалистам. Поэтому, если есть желание самостоятельно изготовить такие деревянные балки перекрытия (фермы), необходимо обратиться в проектную организацию, специализирующуюся на таких расчетах, к частным специалистам или найти в интернете онлайн-калькулятор для такого расчета. На их основании необходимо составить подробный чертеж и только тогда приступать к работе по изготовлению.


Рис.1 Элементы конструкции фермы перекрытия: 1 - горизонтальные балки; 2 - вертикальные и наклонные связи; 3 - соединительные металлические зубчатые пластины (МЗП).

Соединение элементов таких ферм, желательно, осуществлять, как и в промышленных условиях, с помощью металлических зубчатых оцинкованных пластин (МЗП) и использования прессов или домкратов. Если же есть сомнения в своих способностях, то лучше такие конструкции приобрести уже готовые, изготовленные в промышленных условиях или заказать по размерам пролета, который необходимо перекрыть. Смонтировать на месте и устроить на их основе деревянное перекрытие вполне можно своими руками. Межбалочное заполнение, в этом случае, может быть таким же, как и при использовании обычных деревянных балок. Но при этом, желательно, чтобы в утеплителе находилась бы только нижняя балка фермы, а верхняя и связи имели бы свободный доступ воздуха. Это позволит увеличить срок службы всей конструкции.

Нельзя усомниться в том, что надежность крыши является одной из важных ее характеристик. В основе данной конструкции лежат стропильные несущие фермы. Их монтаж можно назвать ответственной и трудоемкой работой, которая предусматривает проведение точных должна претерпевать вес укрывных материалов, утеплителя, обрешётки и атмосферных осадков в виде льда и снега. Учитывая все эти факторы, стропилам следует придать максимальную прочность. Изготовить их можно и самостоятельно, однако для этого важно учитывать регион, в котором выстроен дом, а также все его особенности, включая ветровые и снеговые нагрузки. Сюда следует отнести и сейсмичность области застройки.

Конструкция

Деревянные фермы собираются из висячих и наклонных стропил, мауэрлата, коньковых прогонов, подкосов, диагональных связей и раскосов. Соединенные детали образуют стропильную ферму, которая имеет вид треугольника или нескольких треугольников, соединенных между собой. Несущая часть конструкции крыши - это система стропил, которая еще называется стропильными ногами. Угол, под которыми они устанавливаются, соответствует

Деревянные фермы своими руками изготавливаются по технологии, которая предусматривает установку стропил на мауэрлат, расположенный на стене. Это требуется для равномерного распределения веса. В верхней части соединяются концы стропил и прогон, последний из которых называется подконьковым брусом. В этой части располагается конек кровли. Расстояние между стропилами должно определяться характеристиками материала кровли, сечением стропил, а также другими факторами. Данный параметр может изменяться от 0,8 до 2 м.

Что еще необходимо знать о конструкции стропильных ферм


Деревянные фермы, как было упомянуто выше, состоят из стропильных ног. Они должны располагаться параллельно по отношению к скатам, в качестве их задачи выступает исключение прогиба Если речь идет о прогоне, то он выполняется в виде поперечного бруса, который располагается продольно сверху. Для поддержки прогонов стропильной конструкции выступают стойки и лежни. Составляющие подстропильной фермы - это подкосы, именно благодаря им обеспечивается устойчивость стропил.

Проведение расчетов


Расчет деревянной фермы, конечно же, лучше всего доверить профессионалам, в процессе этих работ должны учитываться нагрузки, которые называются постоянными, а также временными и особыми. В качестве первых выступает вес составляющих кровельного пирога. Тогда как временные нагрузки - это погодные осадки и вес людей, которые могут подниматься на крышу для проведения ремонтных работ. Сюда следует отнести еще и ветровой фактор.

Особыми нагрузками называются те, которым подвергается здание в зонах с повышенной сейсмической опасностью. Самым важным является расчет снеговой нагрузки, который выполняется по формуле: S=Sg х μ, в ней Sg - это масса снеговой нагрузки на квадратный метр. Данный параметр является условным, а значение определяется по таблице в зависимости от региона. Что касается значения μ, то оно представляет собой коэффициент, зависящий от угла наклона крыши. Для того чтобы определить следует знать, в какой зоне располагается дом, это может быть открытое пространство или городская застройка.

Конструкция деревянной фермы просчитывается, еще и исходя из нормативной величины ветровой нагрузки в определенном регионе. Необходимо учитывать и высоту здания. А вот для того, чтобы определить расстояние между стропилами, следует знать их сечение и длину. Если сечение бруса составляет 8x10 см, а длина стропил не превышает 3 м, то расстояние между подобными элементами должно составить 120 см. При увеличении сечения бруса до 8x18 см и длины стропил до 4 м расстояние будет равно 140 см. В качестве максимального значения выступает сечение, которое равно 10x20 см, при этом длина стропил не должна быть больше 6 м, расстояние между ними будет равно 140 см.

Что касается остальных элементов то они должны обладать следующими сечениями: мауэрлат - 15x15 или 10x15, диагональные стропильные ноги - 10x20, затяжки - 5x15, подкосы - 10x10, а также прогоны с последним из упомянутых сечений.

Важно знать сечение ригелей и подшивочных досок, в первом случае это значение будет равно 10x15, тогда как во втором - 2,5x10 см. Если вами будут устанавливаться стропильные фермы деревянные, то вы с легкостью сможете рассчитать необходимое количество элементов, зная сечение стропил и длину. Важно при этом знать еще и шаг монтажа.

Изготовление стропильных ферм


На первом этапе мастеру необходимо создать шаблон, на основе которого будет выполняться дальнейшая работа. Стропила обладают однотипной конструкцией, поэтому шаблон позволяет сэкономить время и силы. Две доски по одному краю должны быть соединены гвоздем, в результате получится конструкция, которая внешне напоминает ножницы. Когда выполняются деревянные фермы своими руками, свободные края полученных ножниц нужно установить на опоры в точках размещения стропил. Это позволит определить, какой уклон будет иметь кровельный скат.

Дополнительная пара гвоздей позволит закрепить угол, который находится между досками. На этом этапе можно считать, что шаблон готов. Дополнительно закрепить его можно с помощью поперечной перекладины. Для того чтобы угол не менялся под воздействием нагрузок, перекладину можно зафиксировать саморезами.

Методика проведения работ


Если вы решили изготовить деревянные фермы, то следует быть внимательным при создании шаблона, даже если он будет иметь минимальные отклонения, вся конструкция покосится. На следующем этапе нужно выполнить новый шаблон для подготовки нарезов на элементах системы. При этом следует запастись 0,5-см фанерой, для фиксации следует использовать доску, толщина которой равна 2,5 см.

Заключение

Нарезы следует подобрать, учитывая сечение стропил. Когда изготавливаются стропильные фермы деревянные, с помощью готовых шаблонов можно сделать нарезы и начать собирать ферму.

Данное техническое руководство описывает выбор сечения элементов простых треугольных ферм, а также их последующую сборку по месту строительства.
Такие деревянные фермы наиболее актуальны при возведении гаражей, приусадебных построек и дач.

Данное техническое руководство описывает принципы соединения деталей, приводит иллюстрации основных конструкционных узлов и рекомендации по выбору сечений элементов деревянных ферм.

Более сложные типы деревянных ферм должны рассчитываться и собираться на заводе изготовителя, более подробно об этом написано в техническом руководстве №525.831

  • Данная запись является лишь анонсом к техническому руководству №525.835 разработанному норвежским научно-исследовательским институтом SINTEF Byggforsk. Полный текст в настоящий момент не переведён.


Рис. 11 a и b. Монтаж самодельных деревянных ферм. Стыки нижнего пояса должны в середине пролёта опираться на несущие стены.
1. Верхний и нижний пояса ферм находятся в одной плоскости.
2. Стальные перфорированные пластины располагаются с двух сторон.
3. Нижний пояс фермы присоединяется к верхнему внакладку.
4. Деревянные накладки допускается прибивать только с одной стороны.
5. Болтовое соединение с использованием стопорных шайб с наружными зубьями, зажимаемых между соединяемыми деталями, а также с использованием подкладных шайб.


Рис. 12. Пролёт, угол кровли, расположение несущей стены.
1. Нижний пояс самодельных деревянных ферм, рассчитанных на пролёт >4,2м, должен посередине опираться на несущую стену.




Рис. 22. Пример стальной перфорированной пластины с расположением отверстий гарантирующих оптимальное расстояние между гвоздями.



Таблица 31. Выбор сечения элементов деревянных ферм, необходимое кол-во гвоздей для соединений на стальных перфорированных пластинах. Выбор диаметра стопорных шайб для болтовых соединений.



Рис. 34. Основные параметры самодельных деревянных ферм.


1. Верхний пояс самодельной деревянной треугольной фермы.
2. Нижний пояс.
3. Пролёт.
4. Свес.
5. Угол кровли.
6. Обвязка несущей стены должна доходить вплоть до внешнего края стыка верхнего и нижнего поясов фермы.
7. Свес кровли не должен превышать 500 мм.


Рис. 41. Соединение верхнего и нижнего поясов ферм при помощи стальных перфорированных пластин и гвоздей.
1. Для самодельных деревянных ферм в данном случае с двух сторон применяют пластины:
100х240х1,5мм, если пролёт 100х300х1,5мм, если пролёт >4,2м
При этом расчётная снеговая нагрузка должна быть

3. Минимальное расстояние от торца деревянного элемента должно быть >60мм.
4. Минимальное расстояние от кромки деревянного элемента должно быть >28мм.
5. В данном случае нужно использовать рифлёные гвозди 4,0х40 мм равномерно распределяя их по пластине, соблюдая минимальные отступы. См. п. 3 и 4. Кол-во гвоздей на соединение выбирается по таблице 31.



Таблица 42. Минимальные расстояния от торца и кромок деревянных элементов ферм до болтов со стопорными шайбами.


Рис. 42. Соединение верхнего и нижнего поясов ферм при помощи болта и двух односторонних стопорных шайб с наружными зубьями, зажимаемых между соединяемыми деталями, а также с использованием подкладных шайб.
1. Стопорные шайбы с наружными зубьями - 2 шт. Диаметр стопорных шайб выбирается по таблице 31.
2. Болт, 20 мм. Минимальные расстояния от торца и кромок деревянных элементов см. в таблице 42.
3. Подкладная шайба, 60х60х5 мм.


Рис. 51. Соединение верхних поясов ферм в коньке при помощи стальных перфорированных пластин и гвоздей.
1. С двух сторон применяют стальные перфорированные пластины 80х140х1,5 мм.
2. С каждой стороны по внешнему краю пластины забивают по 2 рифлёных гвоздя 4,0х40 мм.
3. Область пластины, которую разрешается использовать для забивания гвоздей.
4. Минимальное расстояние от торца деревянного элемента должно быть >40мм.
5. Минимальное расстояние от кромки деревянного элемента должно быть >28мм.


Рис. 52. Соединение верхних поясов ферм в коньке при помощи накладок из досок или фанеры.
1. Накладка 148х300 мм из доски толщиной >30 мм или из фанеры толщиной >15 мм.
2. Область пластины, которую разрешается использовать для забивания гвоздей.
3. Гвозди 3,5х90 мм, 8 шт. с каждой стороны.



Рис. 61. Стык нижнего пояса самодельной деревянной фермы всегда должен располагаться над опорой. Если нет опоры, то разрывы в нижнем поясе недопустимы, а макс. длина нижнего пояса должна быть



Рис. 62. Соединение элементов нижнего пояса фермы при помощи стальных перфорированных пластин и гвоздей.
1. Стальные перфорированные пластины 100х300х1,5 мм монтируются с каждой стороны и центрируются относительно стыка.
2. Область пластины, которую разрешается использовать для забивания гвоздей.
3. Рифлёные гвозди 4,0х40 мм должны размещаться как можно более равномерно по внешним отверстиям пластины.


Рис. 63. Соединение элементов нижнего пояса ферм при помощи болтов и односторонних стопорных шайб с наружными зубьями, зажимаемых между соединяемыми деталями, а также с использованием подкладных шайб.
1. Стык элементов нижнего пояса фермы.
2. Минимальные расстояния приведены в таблице 42.
3. Толщина накладки и толщина элементов нижнего пояса фермы должны быть одинаковыми.
4. Стопорные шайбы с наружными зубьями - 2 шт. на соединение. Диаметр стопорных шайб выбирается по таблице 31.
5. Болт, 20 мм.
6. Подкладная шайба, 60х60х5 мм.


Рис. 72а. Диагональные ветровые связи 23х98 крепятся к каждой ферме.
1. Диагональная ветровая связь.


Рис. 72b. Диагональные ветровые связи крепятся к нижней кромке верхних поясов ферм 3-мя гвоздями 2,8х75 или 3,4х95.
1. Крепление диагональной ветровой связи к верхнему поясу фермы.


Рис. 73. Анкеровка деревянных ферм стальными перфорированными лентами.



Рис. 74. Если на пути установки ферм попадаются дымовые трубы или другие препятствия, то ферму смещают в сторону. С другой стороны от препятствия устанавливают дополнительную ферму.
1. Ферма, которую следует сместить в сторону.
2. Дополнительная ферма.

Над данным техническим руководством работали:
Уле Мортен Бротен, Брит Руалд и др. специалисты СИНТЕФ.
Составил аннотацию и перевёл иллюстрации конструктор

Надежность крыши очень важна для дома: это прописная истина. В основе крыши лежат несущие конструкции – стропильные фермы. Их монтаж – работа трудоемкая и ответственная, требующая точного расчета. Следует иметь в виду, что стропильная система должна выдерживать вес не только кровельных материалов, но также утеплителя, обрешетки и атмосферных осадков в виде снега и льда. Учитывая это, в конструкцию стропил закладывается максимально возможная прочность.

Стропильная конструкция собирается из следующих элементов: висячих стропил и наслонных, мауэрлата (продольного бруса), коньковых прогонов, боковых, подкосов, раскосов, диагональных связей. Соединенные друг с другом детали образуют стропильную ферму, представляющую собой треугольник, часто собранный из нескольких треугольников.

Стропильная ферма представляет собой треугольник: это самая жесткая фигура

Несущую часть крыши образует система стропил (так называемые стропильные ноги). Угол, под которым они устанавливаются, соответствует углу наклона кровли. Стропильные ноги опираются на мауэрлат, который уложен на стену: это необходимо для равномерного распределения нагрузки. В вершине соединяются другие концы стропил и подконьковый брус (прогон). Именно здесь будет находиться конек кровли. Интервал между стропилами выбирается в зависимости от материала кровли, от сечения стропил и прочего, обычно это расстояние – от 0,8 до 2 м.

Стропила висячие или наслонные: какие лучше

Висячие опираются лишь на наружные стены здания и лишены промежуточных опор. Стропильные ноги этой конструкции испытывают нагрузку на изгиб и сжатие. Стенам передается распирающее усилие, а чтобы его уменьшить, стропильные ноги соединяют деревянной или металлической затяжкой. Располагаться затяжка может у основания стропил и на некотором от него расстоянии. В первом случае она будет являться балкой перекрытия, что часто применяется для сооружения мансардных крыш. Увеличение высоты установки затяжки требует применения более прочного и толстого материала, а также усиления его крепления к стропилам.


Стропильная система состоит из нескольких деталей, надежно соединенных вместе

Наслонные стропила применяются реже: они используются для домов, имеющих в своей конструкции среднюю несущую стену или промежуточные опоры в виде колонн. Крайние их концы опираются на мауэрлат, закрепленный на наружных стенах, а средние – на внутри расположенную опору. Такие стропила испытывают нагрузки только на изгиб. Есть еще одно преимущество такой конструкции: она получается более легкой и дешевой, так как для ее сооружения требуется меньше материалов.

Архитектура дома часто допускает сочетание разных стропильных ферм: в части здания с промежуточными опорами применяются наслонные, а там, где таких опор нет – висячие стропила.

Материалы для изготовления стропил

Стропильные фермы по материалу, примененному для их изготовления, делятся на:

  • деревянные;
  • металлические сварные или собранные с помощью болтовых соединений;
  • монолитные железобетонные.

При выборе материала для изготовления стропил учитывают и назначение постройки, и нагрузки, которые будет должна выдерживать кровля. Кроме вышеуказанных нагрузок, это также может быть следующее оборудование: солнечные батареи, водяные баки, вентиляционные камеры.

Деревянная ферма для крыши – самый распространенный вариант. В домах, построенных из брусьев или бревен, мауэрлатом может являться верхний венец. Если стены дома возведены из кирпича, пенобетонных блоков – деревянные стропильные фермы опирают на брус, установленный с внутренней поверхностью стены заподлицо. Снаружи его ограждают дополнительными рядами кирпичной кладки. Под брус подкладывают гидроизоляционный материал, которым может служить вдвое сложенный рубероид.


Деревянные стропильные фермы могут изготавливаться из кругляка, брусьев или досок

Стропильные системы из дерева просты в изготовлении и монтаже, они легко поддаются подгонке на месте установки: при необходимости их несложно укоротить, нарастить или подтесать. Изготовить их можно на строительной площадке или на деревообрабатывающем предприятии. В последнем случае для производства используют МЗП – металлические зубчатые пластины. Для защиты древесины стропила обрабатывают антисептическими препаратами и антипиренами, что значительно продлевает срок службы всей конструкции кровли.

Другой способ изготовления предполагает соединение деталей методом «шип-паз», а также с помощью скоб, гвоздей, хомутов и болтов. По мере высыхания древесины такие крепления ослабевают, поэтому необходимо периодически осуществлять проверку состояния стропильной системы и ее укрепление.

Третий способ – соединение деревянных элементов с помощью саморезов и стальных фасонных деталей. С помощью угловых соединительных элементов можно в короткие сроки и без особых усилий изготовить любую конструкцию.


Монолитные стропильные системы из железобетона используются при сооружении крупных объектов

Железобетонные стропильные балки вообще не подлежат обработке. Кроме того, монтаж кровли на таких материалах выполнить гораздо сложнее, чем на деревянных стропилах. В связи с этим, железобетонные стропильные фермы и стальные стропильные фермы используют при возведении крупных строительных сооружений: больших кирпичных или монолитных железобетонных домов. Положительным свойством такой кровли является ее высокая прочность и долговечность.

Металлические стропильные фермы, в отличие от изготовленных из дерева, достаточно сложно «подогнать» по месту: необходимо применение металлорежущего инструмента, сварки.


Стропильные системы из оцинкованного профиля собираются в заводских условиях

Для изготовления стальных конструкций существует два способа. Первый – заводской: специализированные фирмы изготавливают их из оцинкованного тонкостенного проката, имеющего С и Z-образное сечение. По сравнению с черным прокатом такие профили гораздо более легкие, что дает возможность выполнить монтаж с помощью маломощной грузоподъемной техники, а порой даже ручным способом. Детали таких стропильных ферм соединяются при помощи саморезов, так как сварка может привести к порче защитного слоя из цинка. Сборку можно осуществлять в заводских условиях, после чего необходимо доставить конструкцию на участок и установить с помощью грузоподъемной техники или специальных механизмов.

При помощи сварки можно изготавливать конструкции из обычного черного проката. Для защиты от коррозии его необходимо обработать ортофосфорной кислотой и покрыть атмосферостойкой эмалью. Для изготовления металлических стропильных систем применяются двутавровые балки, уголки и швеллеры.

Комбинированные системы

В некоторых случаях для повышения жесткости и стабилизации геометрических параметров стропильных конструкций из дерева на определенных участках используют элементы из металла. Это важно, например, для изготовления опор под коньковые прогоны, испытывающие наибольшие нагрузки. Пролеты между деталями из металла также часто заменяют на деревянные детали. Такие комбинации позволяют получить конструкцию, прочность которой гораздо выше деревянной, кроме того, это дает возможность использовать деревянные стропила для создания безраспорно-наслонной системы.

Однако, в данном случае необходимо либо хорошо изолировать металл от дерева, либо периодически обрабатывать деревянные детали противогнилостными средствами. На поверхности металлических деталей при отрицательной температуре воздуха появляется конденсат, который является причиной порчи древесины.


При использовании комбинированных систем необходимо изолировать древесину от металла при помощи рубероида

Качественное изготовление стропил имеет очень большое значение для безопасности дома и его надежной защиты от непогоды. Эта работа требует теоретической подготовки и серьезных практических навыков. Кроме того, это тяжелая, ответственная и опасная работа, связанная с подъемом и монтажом тяжелых грузов на высоте. Правильным решением будет привлечение для установки стропильных ферм специалистов, обладающих достаточным опытом.

Треугольные деревянные фермы простой конструкции можно увидеть на изображениях старорусских жилищ. Эта несущая конструкция отвечает за скат крыши и его поддержание. Шли годы, с появлением более точных измерительных приборов и способов обработки дерева конструкция фермы начала преображаться. Уже в 18 веке при строительстве зодчие использовали специальные расчеты, которые позволяли не только создать ровную и пропорциональную ферму, но и правильно распределить нагрузку. Современные строительные материалы и станки позволяют с точностью до миллиметра изготовить детали будущей треугольной фермы. При самостоятельном строительстве необходимо правильно рассчитать все основные углы и детали. Для таких подсчетов предназначен специальный строительный калькулятор, который после проведенных автоматических расчетов выдаст вам не только общий чертеж фермы в масштабе, но и чертежи всех необходимых деревянных стоек с размерами и количеством в штуках.

Чтобы воспользоваться калькулятором, нажмите на картинку ниже:

Как правильно использовать калькулятор

Чтобы правильно использовать калькулятор, необходимо заранее просчитать длину и высоту будущей фермы. Угол скоса крыши играет немаловажную роль при строительстве фермы. Стоит отметить, что некоторые пользователи измеряют высоту навскидку, и тем самым совершают ошибку.


Для точного расчета калькулятор имеет несколько полей:

1. Масштаб чертежа

Масштаб важен для вывода конечного чертежа. Именно это поле отвечает за то, в каком масштабе готовый чертеж предстанет перед пользователем.

2. Длина и высота фермы

Как и большинство программ для проектирования, калькулятор использует в одной плоскости только две координаты. В данном случае, нам необходимо указать координаты Х и Y. Стоит отметить, что за начало координат берется точка 0, следовательно, необходимо указать максимальную высоту и полную длину будущего сооружения.


3. Ширина и толщина бруса

В этой строчке указывается тип материала, из которого будет выполнена ферма. Указывается ширина и толщина бруса в мм.

4. Количество стоек

В этом пункте требуется указать количество опор, которые будут равномерно расположены по всей длине фермы. Основной функцией подпорок является рассредоточение нагрузки, которая возникает под действием различных сил на крышу. Как правило, для многоэтажных строений и строений, которые заведомо будут постоянно подвергаться нагрузке, эту цифру рассчитывают профессионалы, однако даже для четырехэтажного этажного дома лучшим расположением опоры будет одна опора через каждый метр.

нагрузки, количества, длины, фермы системы дома из дерева, калькулятор, СНиП


Расчёт треугольной фермы - онлайн калькулятор

Инструкция для калькулятора расчета треугольной фермы

Введите значения размеров в миллиметрах:

 

X – Длина треугольной стропильной фермы зависит от размера пролета, который необходимо накрыть и способа ее крепления к стенам. Деревянные треугольные фермы применяют для пролетов длиной 6000-12000 мм. При выборе значения X нужно учитывать рекомендации СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции» (актуализированная редакция СНиП II-25-80).

Y – Высота треугольной фермы задается соотношением 1/5-1/6 длины X.

Z – Толщина, W – Ширина бруса для изготовления фермы. Искомое сечение бруса зависит от: нагрузок (постоянные – собственный вес конструкции и кровельного пирога, а также временно действующие – снеговые, ветровые), качества применяемого материала, длины перекрываемого пролета. Подробные рекомендации о выборе сечения бруса для изготовления фермы, наведены в СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции», также следует учитывать СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия». Древесина для несущих элементов деревянных конструкций должна удовлетворять требованиям 1, 2 и 3-го сорта по ГОСТ 8486-86 «Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия».

S – Количество стоек (внутренних вертикальных балок). Чем больше стоек, тем выше расход материала, вес и несущая способность фермы.

Если необходимы подкосы для фермы (актуально для ферм большой протяженности) и нумерация деталей отметьте соответствующие пункты.

Отметив пункт «Черно-белый чертеж» Вы получите чертеж, приближенный к требованиям ГОСТ и сможете его распечатать, не расходуя зря цветную краску или тонер.

Нажмите «Рассчитать».

Треугольные деревянные фермы применяют в основном для кровель из материалов требующих значительного уклона. Онлайн калькулятор для расчета деревянной треугольной фермы поможет определить необходимое количество материала, выполнит чертежи фермы с указанием размеров и нумерацией деталей для упрощения процесса сборки. Также с помощью данного калькулятора Вы сможете узнать общую длину и объем пиломатериалов для стропильной фермы.

perpendicular.pro

Как рассчитать ферму онлайн?

Продолжаем серию статей о расчетах сопромата онлайн. В этой статье я хочу поделиться онлайн-сервисами, которые позволяют рассчитывать фермы. С помощью сайтов, указанных в этой статье, Вы узнаете, как произвести расчет фермы онлайн: определить реакции в опорах и узнать усилия, возникающие в стержнях.

В такой отрасли, как строительство, ферма — элемент, который ничем нельзя заменить. Ее используют для построения мостов, ангаров, стадионов. Без нее не обойдется строительство павильонов, сцен, подиумов. Кузов автомобиля, корпус корабля, самолета также считают фермой. Что немаловажно, при создании проекта корабля или самолета расчеты прочности производят так же, как и при подсчете силы действия на структуру.

Данная система уникальна тем, что она неизменна под действием факторов внешней среды. Нагрузки на нее приходятся очень больше, но благодаря своему строению она заслужила особого внимания. Ферма — это огромное количество стержней, соединенных в одну систему. Давление приходится на места, в которых соединяются детали. На сегодняшний день в строительной отрасли отдают предпочтение жесткому скреплению, а не шарнирному.

Free Truss and Roof Calculator

Данный сервис расположен по адресу — skyciv.com/free-truss-calculator

Авторы данного проекта позиционируют свой онлайн-калькулятор как инструмент для проектирования ферм, который позволяет рассчитывать продольные усилия в стержнях, определить реакции, возникающие в опорах фермы и д.р.

Создатели также отмечают, что данный софт особенно полезен для проектирования мостовых ферм и стропильных систем деревянных крыш.

Сразу оговорюсь, бесплатный функционал программы имеет определенные ограничения: можно добавить не более 12-ти стержней, 2-ух опор и 5-ти сосредоточенных внешних сил. В платной версии ограничений нет. Для расчета простых ферменных конструкций, бесплатного функционала вполне хватает.

Пример расчета фермы онлайн

В этом разделе я покажу как создать расчетную схему простейшей фермы и получить результаты расчета.

Задаем узлы фермы

Первым делом необходимо задать узлы будущей фермы, которые дальше будут учитываться в расчете как простые шарниры. Для создания нового узла нужно выбрать кнопку – «Nodes».

Каждый задаваемый узел имеет свой уникальный идентификатор, к которому по ходу формирования расчетной схемы будем обращаться: при создании стержней фермы и приложении нагрузок. Для того чтобы создать новый узел, нужно задать его координаты по X и Y:

Примечание: рекомендуется первый узел задавать с координатами (0;0), так легче будет высчитывать координаты всех последующих узлов.

Создаем стержни фермы

Стержни задаются достаточно просто. Для создания нового стержня нужно выбрать кнопку — «Members». Далее нужно будет указать идентификатор узла, с которым будет соединятся стержень в начале и в конце. Вот что получилось у меня:

Назначаем опоры

Для того, чтобы задать связи (опоры) фермы нужно выбрать кнопку – «Support». Эта программа имеет в своем функционале 6 видов связей. Я выберу классическую шарнирно-подвижную и неподвижную опору. Для того чтобы установить опору, нужно выбрать вид опоры и указать узел где ее нужно установить.

Прикладываем нагрузку

В данной программе на ферму можно накладывать все виды нагрузок: сосредоточенные силы (Point Loads) и моменты (Moments), распределенную нагрузку (Distributed Loads). Например, для приложения сосредоточенной силы, нужно выбрать узел и задать ее численное значение.

Получаем результаты расчета

После выполнения всех вышеописанных шагов, можно получить результаты расчета. Для этого нужно нажать кнопку – «Solve». Бесплатно можно вывести реакции в опорах фермы, значения продольных усилий. Также для каждого стержня указывается растянут он или сжат:

Вот такая есть полезная программа для расчета фермы онлайн!

Также для расчета фермы можно воспользоваться программой, описываемой на этой страничке.

sopromats.ru

Расчет деревянной фермы для крыши

Треугольные деревянные фермы простой конструкции  можно увидеть на изображениях старорусских жилищ. Эта несущая конструкция  отвечает за скат крыши и его поддержание. Шли годы, с появлением более точных измерительных приборов и способов обработки дерева конструкция фермы начала преображаться. Уже в 18 веке при строительстве зодчие использовали специальные расчеты, которые позволяли не только создать ровную и пропорциональную ферму, но и правильно распределить нагрузку. Современные строительные материалы и станки позволяют с точностью до миллиметра изготовить детали будущей треугольной фермы.  При самостоятельном строительстве необходимо правильно рассчитать все основные углы и детали. Для таких подсчетов  предназначен специальный строительный калькулятор, который после проведенных автоматических расчетов выдаст вам не только общий чертеж фермы в масштабе, но и чертежи всех необходимых деревянных стоек с размерами и количеством в штуках.

Чтобы воспользоваться калькулятором, нажмите на картинку ниже:

Как правильно использовать калькулятор

Чтобы правильно использовать калькулятор, необходимо заранее просчитать длину и высоту будущей фермы.  Угол скоса крыши играет немаловажную роль при строительстве фермы. Стоит отметить, что некоторые пользователи измеряют высоту навскидку, и тем самым совершают ошибку.

Для точного расчета калькулятор имеет несколько полей:

1. Масштаб чертежа

Масштаб важен для вывода конечного чертежа. Именно это поле отвечает за то, в каком масштабе готовый чертеж предстанет перед пользователем.

2. Длина и высота фермы

Как и большинство программ для проектирования, калькулятор использует в одной плоскости только две координаты. В данном случае, нам необходимо указать координаты Х и Y. Стоит отметить, что за начало координат берется точка 0, следовательно, необходимо указать максимальную высоту и полную длину  будущего сооружения.

3. Ширина и толщина бруса

В этой строчке указывается тип материала, из которого будет выполнена ферма.  Указывается ширина и толщина  бруса в мм.

4. Количество стоек

В этом пункте требуется указать количество опор, которые будут равномерно расположены по всей длине фермы. Основной функцией подпорок является рассредоточение нагрузки, которая возникает под действием различных сил на крышу. Как правило, для многоэтажных строений и строений, которые заведомо будут постоянно подвергаться нагрузке, эту цифру рассчитывают профессионалы, однако даже для четырехэтажного этажного дома лучшим расположением опоры будет одна опора через каждый метр.

После ввода данных необходимо нажать кнопку «Рассчитать», и, если вам необходим чертеж, поставить галочку в соответствующем пункте. Чертеж можно распечатать или же сохранить в различных форматах.

Похожие записи

stroimmaster.ru

Расчет треугольной деревянной фермы онлайн калькулятор. Деревянные дома и бани на заказ

Деревянные фермы перекрытия представляют собой конструкцию из горизонтальных балок, расположенных на разных уровнях и соединенных вертикальными и наклонными деревянными связями. От обычных деревянных балок их отличает большая прочность и устойчивость к прогибам. Чаще всего, их применяют для перекрытия пролетов большой длины, при невозможности устройства промежуточных опор, а также при реконструкции или усилении существующих перекрытий. В данной статье мы рассмотрим их преимущества и недостатки, конструктивные особенности и возможность изготовления своими руками.

Конструкция и изготовление ферм

Конструктивно деревянные фермы перекрытия представляют собой конструкцию из сухого строганного бруса в виде двух параллельных горизонтальных балок, которые, для обеспечения жесткости, соединены связями в виде вертикальных стоек и наклонных раскосов. В отличие от стропильных ферм, имеющих обычно трехугольную форму наружной поверхности, они имеют прямоугольную. Сечение всех их элементов, шаг установки, размеры и тип соединительных элементов определяется с помощью специальных расчетов. В настоящее время для этого, чаще всего, используются специальные программы-калькуляторы. При этом учитывается, как длина пролета, который необходимо перекрыть, так и совокупная нагрузка, которая будет на них действовать.

Изготовление таких ферм, чаще всего, осуществляется в промышленных условиях, с использованием специального точного оборудования (например, МiTek) и доставляются на строительную площадку в собранном виде. При этом все элементы конструкции соединяются специальными металлическими элементами – оцинкованными зубчатыми пластинами (МЗП).

Преимущества и недостатки

По сравнению с обычными балками использование деревянных ферм перекрытия имеет как положительные стороны, так и недостатки. Преимуществами можно считать следующие их особенности:

  • -возможность перекрывания большого пролета (до 9 м) без дополнительных опор;
  • - малый вес, что является существенным при их транспортировке и монтаже (можно обойтись без подъемных механизмов или машин), а также обеспечивает меньшую нагрузку на стены и фундамент дома;
  • - их легко и просто можно монтировать на стены любого типа;
  • - высокая несущая способность конструкции позволяет укладывать их с различным шагом (30-90 см), подстраиваясь под разный вид напольного покрытия верхнего этажа или подшивки потолка, практически, без снижения несущих свойств;
  • -отсутствие прогибов обеспечивает как надежную эксплуатацию напольного покрытия верхнего этажа, так и целостность подшивки потолка нижнего этажа;
  • -возможность прокладки скрытых коммуникаций;
  • -надежная звукоизоляция и отсутствие скрипов;
  • -качественно изготовленные конструкции могут использоваться даже в открытом виде, как один из элементов интерьера комнаты.

К недостаткам можно отнести такие их особенности:

  • - толщина межэтажного перекрытия получается большей, чем при использовании обычных балок;
  • -большая сложность и трудоемкость качественного изготовления ферм своими руками и необходимость точного их расчета;
  • - стоимость готовых ферм промышленного изготовления больше стоимости обычных балок.

Изготовление своими руками

Правильно изготовить деревянные фермы перекрытия своими руками достаточно сложно и трудоемко, но вполне возможно при наличии готового расчета и чертежа всей конструкции. Главная сложность состоит в необходимости грамотного расчета конструкции и тщательности соединения всех ее элементов. Как правило, выполнить такой расчет под силу только специалистам. Поэтому, если есть желание самостоятельно изготовить такие деревянные балки перекрытия (фермы), необходимо обратиться в проектную организацию, специализирующуюся на таких расчетах, к частным специалистам или найти в интернете онлайн-калькулятор для такого расчета. На их основании необходимо составить подробный чертеж и только тогда приступать к работе по изготовлению.

Рис.1 Элементы конструкции фермы перекрытия: 1 - горизонтальные балки; 2 - вертикальные и наклонные связи; 3 - соединительные металлические зубчатые пластины (МЗП).

Соединение элементов таких ферм, желательно, осуществлять, как и в промышленных условиях, с помощью металлических зубчатых оцинкованных пластин (МЗП) и использования прессов или домкратов. Если же есть сомнения в своих способностях, то лучше такие конструкции приобрести уже готовые, изготовленные в промышленных условиях или заказать по размерам пролета, который необходимо перекрыть. Смонтировать на месте и устроить на их основе деревянное перекрытие вполне можно своими руками. Межбалочное заполнение, в этом случае, может быть таким же, как и при использовании обычных деревянных балок. Но при этом, желательно, чтобы в утеплителе находилась бы только нижняя балка фермы, а верхняя и связи имели бы свободный доступ воздуха. Это позволит увеличить срок службы всей конструкции.

Нельзя усомниться в том, что надежность крыши является одной из важных ее характеристик. В основе данной конструкции лежат стропильные несущие фермы. Их монтаж можно назвать ответственной и трудоемкой работой, которая предусматривает проведение точных должна претерпевать вес укрывных материалов, утеплителя, обрешётки и атмосферных осадков в виде льда и снега. Учитывая все эти факторы, стропилам следует придать максимальную прочность. Изготовить их можно и самостоятельно, однако для этого важно учитывать регион, в котором выстроен дом, а также все его особенности, включая ветровые и снеговые нагрузки. Сюда следует отнести и сейсмичность области застройки.

Конструкция

Деревянные фермы собираются из висячих и наклонных стропил, мауэрлата, коньковых прогонов, подкосов, диагональных связей и раскосов. Соединенные детали образуют стропильную ферму, которая имеет вид треугольника или нескольких треугольников, соединенных между собой. Несущая часть конструкции крыши - это система стропил, которая еще называется стропильными ногами. Угол, под которыми они устанавливаются, соответствует

Деревянные фермы своими руками изготавливаются по технологии, которая предусматривает установку стропил на мауэрлат, расположенный на стене. Это требуется для равномерного распределения веса. В верхней части соединяются концы стропил и прогон, последний из которых называется подконьковым брусом. В этой части располагается конек кровли. Расстояние между стропилами должно определяться характеристиками материала кровли, сечением стропил, а также другими факторами. Данный параметр может изменяться от 0,8 до 2 м.

Что еще необходимо знать о конструкции стропильных ферм

Деревянные фермы, как было упомянуто выше, состоят из стропильных ног. Они должны располагаться параллельно по отношению к скатам, в качестве их задачи выступает исключение прогиба Если речь идет о прогоне, то он выполняется в виде поперечного бруса, который располагается продольно сверху. Для поддержки прогонов стропильной конструкции выступают стойки и лежни. Составляющие подстропильной фермы - это подкосы, именно благодаря им обеспечивается устойчивость стропил.

Проведение расчетов

Расчет

ablock.ru

Деревянные фермы. Выбор схемы фермы и её расчет

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).

vunivere.ru

Пять бесплатных программ для разработчика металлоконструкций

Проектирование металлических конструкций – одно из важнейших направлений строительной деятельности. Для определения требуемых параметров профилей используется дорогостоящее лицензионное программное обеспечение, требующее наличия профильного образования и навыков работы с конкретным программным комплексом.

При этом бывают ситуации, когда нужно сделать чертеж «на коленке», подобрать нужный прокат, подсчитать вес балки для определения стоимости и заказа металла. В тех случаях, когда воспользоваться специальными программами нет возможности, удобными помощниками при расчете металлоконструкций могут стать бесплатные онлайн- и десктоп- программы:

 

  • калькулятор металлопроката Арсенал;
  • онлайн калькулятор Metalcalc;
  • онлайн-программа sopromat.org для расчета балок и ферм;
  • расчет балок в Sopromatguru онлайн;
  • desktop-программа «Ферма».

1. Калькулятор металлопроката Арсенал

Компания Арсенал предоставляет всем желающим возможность сэкономить свое время, воспользовавшись фирменной десктоп-программой для подсчета  теоретического  веса металлического профиля любых видов, в том числе – из черной и нержавеющей, а также - из цветного металла. На сайте доступна и онлайн-версия программы.

Для того чтобы выполнить расчет профиля нужно ввести информацию о толщине металла, длине отрезка, высоте и ширине. Можно также выбрать марку прокатного профиля из сортамента и задать требуемую длину. В этом случае программа определит его габаритные размеры и вес автоматически.

2. Онлайн-калькулятор металлопроката Metalcalc

Онлайн-калькулятор Metalcalc  - удобный ресурс для определения веса и длины металлопроката. При задании основных технические параметров изделия (номер сортамента или габаритные размеры профиля, его длина) программа определит его вес. Расчеты выполняются на основании действующих ГОСТов и отличаются максимальной точностью.

Программа имеет также и функцию обратного пересчета. Если указать массу и типоразмер профиля – сервис высчитает его длину. Ресурс абсолютно бесплатен и удобен в использовании.

3. Бесплатная онлайн-программа sopromat.org для расчета балок и ферм

На сайте Sopromat.org представлена бесплатная онлайн-программа для расчета балок и ферм методом конечных элементов. Расчет может быть выполнен, в том числе, для статически неопределимых рам.

Сервис может быть полезен как студентам для выполнения курсовых работ, так и практикующим инженерам для определения параметров реальных металлоконструкций. Онлайн-ресурс позволяет:

 

  • определить перемещения в узлах;
  • рассчитать реакции опор;
  • построить эпюры Q, M, N
  • сохранить результаты расчетов и схему нагрузок;
  • экспортировать результаты в формат чертежа DXF.

На сайте всегда находится самая свежая версия программы. Имеется версия Mini для скачивания и работы на мобильных устройствах. Мобильная программа обладает всеми преимуществами полноценной версии.

4. Расчет балок в Sopromatguru

Sopromatguru – частично бесплатная онлайн-программа, служащая для расчета балок. Ресурс подходит как для выполнения курсовых работ студентами, изучающими сопромат и строительную механику, так и для инженеров, задействованных в реальных проектах. На данном онлайн-сервисе можно:

 

  • рассчитать статически определимую систему;
  • определить перемещения в узлах;
  • рассчитать реакции опор;
  • построить эпюры реакций опор;
  • сохранить ссылку на результаты расчетов.

В ближайшее время авторы планируют добавить в программу функцию расчета ферм. На сегодняшний день онлайн-ресурс позволяет бесплатно задать параметры балки, опоры, нагрузки и получить эпюру. За получение доступа к подробному расчету авторы программы просят перечислить символическую оплату. Стоит отметить, что онлайн-сервис красиво оформлен и оборудован понятным интерфейсом.

5. Бесплатная desktop-программа «Ферма»

Небольшая программа Ферма позволяет рассчитать плоскую статически определимую ферму и сохранить результаты. Для начала работы необходимо задать геометрические параметры фермы (размеры стержней, высоты, положения раскосов, нагрузки).

Расчет выполняется по методу вырезания узлов. Определяются усилия в стержнях фермы, а также реакции опор. Максимальное число панелей фермы – 16, число нагрузок – не более 20.   Программный комплекс может также применяться и для расчета статически неопределимых ферм.

maistro.ru

Расчет стропил деревянных: нагрузки, количества, длины, фермы системы дома из дерева, калькулятор, СНиП

Расчет стропил: как это делается?

Ни один дом невозможно построить без крыши, и ни одну кровлю невозможно возвести без несущей конструкции. Любое строительство начинается с проектирования и расчетов. Рассмотрим, как выполняется расчет стропил.

Проведение таких расчетов чрезвычайно важно. Недопустимо строить стропильные системы «на глазок» или «приблизительно». Необходимо учесть все нагрузки, которые будут оказывать действие на кровлю.

Схема стропильной системы

  • Постоянные. Это собственный вес покрытия, гидроизоляции, обрешетки и прочих составных частей «пирога». Если на крыше планируется установка какого-либо оборудования, то необходимо учесть и его вес.
  • Переменные. К этому типу нагрузок относят массу попадающих на кровлю осадков и прочие воздействия, которые не постоянно действуют на кровлю.
  • Особые. В сейсмически опасных районах или в местностях, в которых регулярно бывают ураганные ветры необходимо закладывать дополнительный запас прочности.

Как рассчитать вес кровельного пирога?

Схема кровельного пирога

Прежде всего, нужно подсчитать, сколько будет весить сама кровля дома .

Это необходимый расчет – стропила должны выдерживать эту постоянную нагрузку в течение длительного времени.

Произвести расчет несложно, нужно подсчитать массу одного метра квадратного каждого из слоев «пирога» кровли. Затем вес каждого слоя суммируется, а полученный результат умножается на поправочный коэффициент 1,1.

Пример расчета. Возьмем для примера кровлю, покрытую ондулином.

Крыша состоит из следующих слоев:

  • Обрешетка крыши. собранная из дощечек толщиной 2,5 см. Вес метра квадратного этого слоя составляет 15 кг.
  • Утеплитель (вата минеральная) толщиной 10 см, вес квадратного метра утеплителя 10 кг.
  • Гидроизоляция – полимерно-битумный материал. Вес гидроизоляционного слоя –5 кг.
  • Ондулин. Вес квадратного метра этого кровельного материала составляет 3 кг.

Складываем полученные значения – 15+10+5+3 =33 кг.

Умножаем на поправочный коэффициент 33×1.1=34,1 кг. Это значение является весом пирога кровли.

В большинстве случаев, при строительстве жилых домов, нагрузка не достигает значения 50 кг на метр квадратный.

Опытные строители рекомендуют опираться именно на эту цифру, хотя она является явно завышенной для большинства кровельных покрытий.

Но зато, если через несколько десятилетий хозяева дома захотят поменять кровлю, то им не придется менять все стропила – расчет был произведен с солидным запасом.

Таким образом, нагрузка от веса кровельного «пирога» составляет 50×1,1 = 55 кг/кв. метр

Как произвести расчет снеговых нагрузок?

Карта снеговых нагрузок России

Снеговая нагрузка – это достаточно серьезное воздействие на конструкции кровли, так как снега на крыше может скопиться достаточно много.

Чтобы подсчитать этот параметр, можно воспользоваться формулой:

  • S – это снеговая нагрузка,
  • Sg – вес снегового покрова, который покрывает квадратный метр горизонтальной поверхности. Это значение меняется в зависимости от места расположения дома. Найти данный коэффициент можно в снип – стропильные системы.
  • µ – это поправочный коэффициент, значение которого зависит от угла наклона кровли. Так для плоских крыш, которые имеет угол наклона 25 градусов и меньше значение коэффициента – 1,0. Для крыш с углом наклона более 25 и менее 60 градусов, коэффициент составляет 0,7. Для крыши, имеющей крутые склоны, снеговые нагрузки можно не учитывать.

Пример расчета. Например, необходимо рассчитать снеговую нагрузку для кровли дома, строящегося в Московской области, причем угол наклона ската составляет 30 градусов.

Московский регион расположен в III снеговом районе, для которого расчетное значение массы снега на квадратный метр горизонтальной поверхности составляет 180 кгс/ кв. м.

180 x 0,7 = 126 кгс/кв. м.

Это расчетная снеговая нагрузка на кровлю.

Как рассчитать ветровые нагрузки?

Карта ветровых нагрузок центральной России

Чтобы произвести расчет нагрузки на стропила применяется формула:

  • Wo – это нормативный показатель, который определяется по таблицам, в зависимости от района страны.
  • k – это поправочный коэффициент, который позволит определить изменение ветровой нагрузки в зависимости от типа местности и высоты здания.

Высота дома, измеряемая в метрах

А – это открытые местности: степи, побережье моря или озера;

Б – местности, равномерно покрытые препятствия, например, городская застройка или лесной массив.

Пример расчета. Рассчитать ветровую нагрузку для дома высотой 5 метров, расположенного в лесистой местности в Подмосковье.

Московский регион расположен в I ветровом районе, нормативное значение ветровой нагрузки в этом районе 23 кгс/кв. м.

Поправочный коэффициент в нашем примере составит 0,5

23 x 0,5 = 11,5 кгс/ кв. м.

Это значение ветровой нагрузки.

Как рассчитать сечения стропил и других элементов кровли?

Расчет сечения стропил компьютерной программой

Чтобы произвести расчет длины стропил, требуется знать, какой кровельный материал планируется использовать, а также из чего сделаны чердачные перекрытия (деревянные балки или плиты из железобетона).

Стандартные стропила, которые поступают в продажу, имеют длину 4,5 и6 метров. Но, в случае необходимости, длина стропил может быть изменена.

Сечение бруса, который идет на изготовление стропил, зависит от следующих факторов:

  • Длина стропил;
  • Шаг установки стропил;
  • Расчетные величины нагрузок.

Данные в представленной таблице являются рекомендательными, их нельзя назвать полноценной заменой расчетам. Поэтому расчет фермы стропильной является необходимостью для определения несущей способности кровли.

Данные таблицы приведены в соответствии с атмосферными нагрузками, характерными для Московского региона.

Шаг, с которымустанавливаютсястропила (см)

Длина стропил (метры)

Сечения бруса для изготовления других элементов кровли:

  • Мауэрлат – 100х100, 100х150, 150х150;
  • Для ендов и изготовления диагональных ног – 100х200;
  • Прогоны – 100х100, 100х150, 100х200;
  • Затяжки – 50х150;
  • Ригели – 100х150,100х200;
  • Подкосы – 100х100, 150х150;
  • Доски подшивочные – 25х100.

Определившись с сечением и длиной, а также с шагом расположения стропил, несложно произвести расчет количества стропил, ориентируясь на длину стен дома.

При проектировании, помимо расчета на прочность, конструктор должен выполнить расчет на прогиб.

То есть, нужно не просто гарантировать, что стропила не сломаются под оказываемой нагрузкой, но и выяснить, насколько балки могут прогибаться.

К примеру, расчет деревянной стропильной фермы для строительства мансардной крыши должен быть выполнен так, чтобы величина прогиба не превышала 1/250 часть от длины участка, на который оказано давление.

Таким образом, если использованы стропила длиной 5 метров, то максимальный допустимый прогиб может достигать 20 мм. Данная величина кажется совсем незначительной, однако при ее превышении, деформация кровли будет заметна визуально.

Требования к качеству материала

Проект кровли для расчета количества деревянных стропил

Если осуществляется расчет деревянных стропил, то помимо таких параметров, как длина и сечение, нужно учитывать и качество строительного материала.

Стропила для крыши своими руками изготавливают из древесины лиственных и хвойных пород.

Основные требования к материалу изложены в ГОСТ 2695-83 и ГОСТ 8486-86.

  • Допускает наличие сучков в количестве не более трех на метровый участок, размер сучков не должен превышать 30 мм.
  • Допускается наличие несквозных трещин, не превышающих ½ длины;
  • Влажность пиломатериала не должна быть выше 18% при измерении влагометром.

При приобретении материала, из которого планируется монтировать стропильные системы – снип предписывает проведение проверки документа о качестве, в котором указаны:

  • Данные о производителе;
  • Номер стандарта и название изделия;
  • Размер изделия, влажность и использованная порода древесины;
  • Количество отдельных элементов в упаковке;
  • Дата выпуска данной партии.

Поскольку дерево материал натуральный, оно требует проведение предмонтажной подготовки. Эта подготовка планируется на стадии, когда проектируется стропильная система – снип предусматривает проведение защитных и конструктивных мероприятий.

К защитным мероприятиям относят:

  • Обработку древесины антисептиками для предотвращения преждевременного загнивания;
  • Обработку древесины антипиреновыми пропитками для защиты от возгорания;
  • Обработку биозащитными составами для защиты от насекомых-вредителей

К конструктивным мероприятиям можно отнести:

  • Установка гидроизоляционных прокладок в месте соприкосновения кирпича и деревянных конструкций;
  • Создание гидроизоляционного слоя под кровельным материалом и пароизоляционного – со стороны помещений перед слоем утеплителя;
  • Оборудование вентиляции подкровельного пространства.

При соблюдении все требований технологии стропильная система деревянного дома приобретет более высокие прочностные качества, и конструкция крыши прослужит долго, не требуя проведения ремонта.

Программы для проектирования и расчета стропильных систем

Расчет системы стропильной в специальной компьютерной программе

Как видно из вышесказанного, произвести расчет строительных систем крыш довольно сложно. Нужно обладать достаточным запасом теоретических знаний, обладать навыками рисования и черчения. Естественно, что далеко не каждый человек обладает такими профессиональными навыками.

К счастью, сегодня задача проектирования значительно облегчена, поскольку имеются очень удобные компьютерные программы позволяющие разрабатывать проекты различных строительных элементов.

Конечно, некоторые программы рассчитаны на профессионалов (например, Автокад, 3D Max и пр.). Неопытному человеку достаточно сложно разобраться с этим софтом.

Но существуют и более простые варианты. Например, в программе Аркон очень просто можно создавать разнообразные эскизные проекты, чтобы наглядно посмотреть, как будет выглядеть та или иная крыша.

Есть там и удобный калькулятор для расчета стропил, который позволяет эффективно и быстро произвести расчеты. Программа Аркон прекрасно подходит для профессионалов, но может быть использована и частными пользователями.

В сети можно найти и калькулятор расчета стропил, работающий в режиме онлайн. Однако произведенные на нем расчеты – это исключительно рекомендательные величины и не могут заменить разработки полноценного проекта.

Выводы

Выполнение расчетов при проектировании – важный этап создания крыши. Его выполнение необходимо поручать профессионалам. Но предварительные расчеты можно провести и самостоятельно, это поможет лучше разобраться в готовом проекте.

Рекомендуем лучшую цену на товар ▼

http://krovlyakryshi.ru

legkoe-delo.ru

Расчет фермы для навеса. Проекты металлического навеса из профильной трубы и поликарбоната, их эскизы и чертежи

Расчет фермы для навеса. Проекты металлического навеса из профильной трубы и поликарбоната, их эскизы и чертежи

Перед созданием навеса арочной формы своими руками делается чертеж и расчет всех элементов и узлов крепления.

Арочный навес из поликарбоната

Чертеж и проект помогут решить вопросы относительно номенклатуры и количества приобретаемых строительных материалов, интерьера и экстерьера металлической конструкции и дизайна всего участка.

Чертеж навеса из поликарбоната

Поэтому содержание проекта представляет собой:

• Расчет прочности опор и ферм;

• Расчет сопротивления крыши ветровой нагрузке;

• Расчет нагрузки на кровлю в виде снега;

• Эскизы и общие чертежи металлического навеса арочной формы;

• Чертежи основных элементов с их габаритами;

• Проектно-сметная документация с расчетом количества и стоимости стройматериалов.

Основа конструкции металлического навеса по чертежу — стропильная ферма. Расчет формы, толщины, сечения и расположение откосов фермы сложен. Главные элементы фермы — пояса верхнего и нижнего вида, образующие пространственный контур. Сборка арочной фермы для навеса производится по арочным балкам. Особенность арочной фермы — минимизация изгибающих моментов в конструктивных поперечных сечениях. При этом материал арочной конструкции сжимается. Поэтому производимые чертеж и расчеты осуществляются по упрощенной схеме, где кровельная нагрузка, нагрузка крепежной обрешетки и снежной массы равномерно распределяются всей площади.

Проект навеса из поликарбоната

Проект навеса и его чертеж включают в себя следующие расчеты:

• Реакция горизонтальных и вертикальных опор, напряжение в поперечных направлениях, что повлияет на подбор сечения несущего профиля;

• Кровельные снеговые и ветровые нагрузки;

Районирование территории РФ по расчетному значению веса снегового покрова

• Сечение внецентренно сжатой колонны.

Расчет треугольной фермы онлайн. Как рассчитать металлическую ферму для навеса из профильной трубы

Возводимые сооружения должны быть достаточно жесткими и прочными, чтобы противостоять различным нагрузкам, поэтому перед их монтажом необходимо выполнить расчет фермы из профильной трубы для навеса и составить чертеж.

При расчете, как правило, прибегают к помощи специализированных программ с учетом требований СниП («Нагрузки, воздействия», «Стальные конструкции»). Можно рассчитать металлическую ферму онлайн, пользуясь калькулятором расчета навеса из металлопрофиля. При наличии соответствующих инженерных знаний расчет можно провести и собственноручно.

На заметку

Если известны главные параметры конструкции, можно поискать подходящий готовый проект, среди выложенных в интернете.

Проектные работы выполняют на основе следующих исходных:

  • Чертеж. От типа крыши: одно- или двускатная, шатровая или арочная, зависит, конфигурация поясов каркаса. Самым простым решением можно считать односкатную ферму из трубы профильной.
  • Размеры конструкции. Чем с большим шагом будут установлены фермы, тем нагрузка, которой они смогут противостоять, будет больше. Важен также угол наклона: чем он больше, тем легче будет сходить снег с кровли. Для расчета понадобятся данные об экстремальных точках ската и их удаленности друг от друга.
  • Размеры элементов кровельного материала. Они играют решающую роль в определении шага ферм для навеса, скажем, из поликарбоната . Кстати, это самое популярное покрытие для сооружений, устраиваемых на собственных участках. Панели сотового поликарбоната с легкостью сгибаются, поэтому они подходят для устройства криволинейных покрытий, к примеру, арочных. Все что при этом важно, так это только то, как правильно   рассчитать навес из поликарбоната.

Расчет металлической фермы из профильной трубы для навеса выполняют в определенной последовательности:

  • определяют величину пролета, соответствующую техзаданию;
  • чтобы вычислить высоту конструкции, по представленному чертежу подставляют размеры пролета;
  • производят задание уклона. Соответственно оптимальной форме кровли сооружения определяют контуры поясов.

На заметку

Максимально возможный шаг ферм для навеса при использовании профильной трубы равен 175 см.

Расчет арочной фермы онлайн. Расчет арочной фермы на 1 вариант снеговой нагрузки

Для начала определим средние значения коэффициентов μ для каждого пролета верхнего пояса балки (так как ферма симметричная, то достаточно это сделать только для одной половины фермы). Для этого нужно знать значения углов наклона касательных в этих точках. Если верить науке геометрии, то получается, что в середине первого (крайнего) пролета угол наклона будет 47.823о, во втором - 39.128о, в третьем - 30.433о, в четвертом - 21.737о, в пятом - 13.043о, в шестом - 4.348о(угол между узлами верхнего пояса фермы составляет 104.34/12 = 8.695о). Тогда

для 1 пролета среднее значение μ = cos1.8·47.823 = 0.068, l1= 0.6239·cos47.823 = 0.4189 м, Q1ср= 180·0.068·0.4194 = 5.13 кг

для 2 пролета μ = 0.335, l2= 0.484 м, Q2ср= 29.21 кг

для 3 пролета μ = 0.5767, l3= 0.5379 м, Q3ср= 55.91 кг

для 4 пролета μ = 0.7757, l4= 0.5795 м, Q4ср= 81.03 кг

для 5 пролета μ = 0.9172, l5= 0.6078 м, Q5ср= 100.47 кг

для 6 пролета μ = 0.9906, l6= 0.6221 м, Q6ср= 111.08 кг

При этом, как мы уже говорили, опорные реакции в узлах не будут равны половине сосредоточенной нагрузки, условно приложенной в середине пролета, тем не менее для упрощения решения задачи такое допущение вполне приемлемо. Тогда сосредоточенные нагрузки от снега в узлах фермы составят

Qs1= 5.13/2 = 2.565 кг

Qs2= 2.565 + 29.21/2 = 17.17 кг

Qs3= 14.605 + 55.91/2 = 42.56 кг

Qs4= 27.955 + 81.03/2 = 68.47 кг

Qs5= 40.515 + 101.47/2 = 91.49 кг

Qs6= 50.735 + 111.08/2 = 106.275 кг

Qs7= 111.08 кг

Значения распределенных нагрузок от веса сотового поликарбоната и балок обрешетки мы определили ранее , воспользуемся этими значениями. Тогда

Qп1= 1.905·1.05/2 = 1 кг

Qп2= 1.905·1.05 = 2 кг

Значения сосредоточенной нагрузки от веса поликарбоната в остальных узлах фермы (кроме последнего) будут такими же, как во втором узле.

Qб1= 4.22·1.05/2 = 2.22 кг

Qб2= 4.22·1.05 = 4.43 кг

Нагрузка от собственного веса фермы нам по умолчанию не известна, но предположим, что ферма будет изготавливаться из квадратной профильной трубы сечением 50х3 мм, тогда с учетом геометрии фермы и особенностей изготовления сосредоточенная нагрузка от собственного веса будет в 2.5-3 раза больше, чем нагрузка от балок обрешетки и составит

Qф1= 2.22·3 = 6.66 кг

Qф2= 4.43·3 = 13.29 кг

Теперь мы можем собрать сосредоточенные нагрузки для всех узлов фермы

Q1= 2.57 + 1 + 2.22 + 6.66 = 12.45 кг

Q2= 17.17 + 2 + 4.43 + 13.29 = 36.89 кг

Q3= 62.28 кг

Q4= 88.19 кг

Q5= 111.21 кг

Q6= 126 кг

Q7= 130.8 кг, Q7/2 = 65.4 кг

А теперь можно уже определить значение опорных реакций для фермы. Так как ферма у нас симметричная и нагрузки приложены симметрично, то опорные реакции будут равны между собой и будут составлять

Значение горизонтальной составляющей опорной реакции будет равно нулю, так как горизонтальных нагрузок в нашей расчетной схеме нет.

В итоге расчетная схема для нашей фермы будет выглядеть так:

Рисунок 293.2 . Расчетная схема арочной фермы.

На рисунке 293.2 б) показаны сечения, благодаря которым можно рассчитать усилия во всех стержнях фермы с учетом того, что ферма и нагрузка на ферму является симметричной и значит достаточно рассчитывать не все стержни фермы, а чуть больше половины. А чтобы не заблудиться в густом лесу стержней, стержни и узлы ферм принято маркировать. Маркировка, показанная на рис.293.2 в) означает, что у фермы есть:

Стержни нижнего пояса: 1-а, 1-в, 1-д, 1-ж, 1-и, 1-л, 1-н;

Стержни верхнего пояса: 3-б, 4-г, 5-е, 6-з, 7-к, 8-м;

Стойка: 2-а;

Раскосы: а-б, б-в, в-г, г-д, д-е, е-ж, ж-з, з-и, и-к, к-л, л-м, м-н.

Если нужно рассчитать все стержни фермы, то лучше составить таблицу, в которую нужно внести все стержни фермы. Затем в эту таблицу будет удобно вносить полученные значения максимальных изгибающих моментов, а также растягивающих или сжимающих напряжений.

Если фермы будут изготавливаться из 1-2 видов профилей металлопроката, то достаточно рассчитать сечения стержней в наиболее нагруженных сечениях фермы. А так как на глаз определить такие максимально загруженные сечения трудно, то произведем расчет для сечений, показанных нар рисунках 293.2 г), д), ж).

сечение II-II (рис. 293.2 ж)

Так как в узлах фермы - шарниры, то и значение изгибающих моментов в узлах фермы равно нулю, а кроме того, исходя из тех же условий статического равновесия сумма всех сил относительно оси х или оси у также равна нулю. Это позволяет составить как минимум три уравнения статического равновесия (два уравнения для сил и одно для моментов), но в принципе уравнений моментов может быть столько же сколько узлов в ферме и даже больше, если использовать точки Риттера. А это такие точки в которых пересекаются две из рассматриваемых сил и при сложной геометрии фермы точки Риттера не всегда совпадают с узлами фермы. Тем не менее в данном случае у нас геометрия не очень сложная и потому для определения усилий в стержнях попробуем обойтись имеющимися узлами фермы. Но при этом опять же из соображений простоты расчета как правило выбираются такие узловые точки, уравнение моментов относительно которых позволяет сразу определить неизвестное усилие, не доводя дело до решения системы из нескольких уравнений.

Расчет треугольной металлической фермы онлайн. Определение сочетанных воздействий и реакции опоры

Из раздела статики школьного курса механики мы возьмём два ключевых уравнения: равновесия сил и моментов. Их мы будем применять, чтобы вычислить реакцию опор, на которые положена балка. Для простоты вычислений опоры будем считать шарнирными, то есть не имеющими жёстких связей (заделки) в точке касания с балкой.

Пример металлической фермы: 1 — ферма; 2 — балки обрешётки; 3 — кровельное покрытие

На эскизе нужно предварительно отметить шаг обрешётки системы кровли, ведь именно в этих местах должны находиться точки сосредоточения приложенной нагрузки. Обычно именно в точках приложения нагрузки и размещаются узлы схождения раскосов, так проще выполнить расчёт нагрузки. Зная общий вес кровли и число ферм в навесе, нетрудно вычислить нагрузку на одну ферму, а фактор равномерности покрытия определит, равны ли будут приложенные силы в точках сосредоточения, или же они будут отличаться. Последнее, к слову, возможно, если в определённой части навеса один материал покрытия сменяется другим, имеется проходной трап или, например, зона с неравномерно распределённой снеговой нагрузкой. Также воздействие на разные точки фермы будет неравномерным, если её верхняя балка имеет скругление, в этом случае точки приложения силы нужно соединить отрезками и рассматривать дугу как ломанную линию.

Когда все действующие усилия проставлены на эскизе фермы, приступаем к вычислению реакции опоры. Относительно каждой из них ферму можно представить не иначе как рычаг с соответствующей суммой воздействий на него. Чтобы вычислить момент силы в точке опоры, нужно умножить нагрузку на каждую точку в килограммах на длину плеча приложения этой нагрузки в метрах. Первое уравнение гласит, что сумма воздействий в каждой точке и равняется реакции опоры:

  • 200 · 1,5 + 200 · 3 + 200 · 4,5 + 100 · 6 = R2 · 6 — уравнение равновесия моментов относительно узла а, где 6 м — длина плеча)
  • R2 = (200 · 1,5 + 200 · 3 + 200 · 4,5 + 100 · 6) / 6 = 400 кг

Второе уравнение определяет равновесность: сумма реакций двух опор будет в точности равна приложенному весу, то есть зная реакцию одной опоры, можно легко найти значение для другой:

  • R1 + R2 = 100 + 200 + 200 + 200 + 100
  • R1  = 800 – 400 = 400 кг

Но не ошибитесь: здесь также действует правило рычага, поэтому если ферма имеет существенный вынос за одну из опор, то и нагрузка в этом месте будет выше пропорционально разнице расстояний от центра масс до опор.

Видео BC: Расчет фермы

Калькулятор ферм из дерева — MOREREMONTA

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.

Инструкция для калькулятора расчета треугольной фермы

Введите значения размеров в миллиметрах:

X – Длина треугольной стропильной фермы зависит от размера пролета, который необходимо накрыть и способа ее крепления к стенам. Деревянные треугольные фермы применяют для пролетов длиной 6000-12000 мм. При выборе значения X нужно учитывать рекомендации СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции» (актуализированная редакция СНиП II-25-80).

Y – Высота треугольной фермы задается соотношением 1/5-1/6 длины X.

Z – Толщина, W – Ширина бруса для изготовления фермы. Искомое сечение бруса зависит от: нагрузок (постоянные – собственный вес конструкции и кровельного пирога, а также временно действующие – снеговые, ветровые), качества применяемого материала, длины перекрываемого пролета. Подробные рекомендации о выборе сечения бруса для изготовления фермы, наведены в СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции», также следует учитывать СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия». Древесина для несущих элементов деревянных конструкций должна удовлетворять требованиям 1, 2 и 3-го сорта по ГОСТ 8486-86 «Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия».

S – Количество стоек (внутренних вертикальных балок). Чем больше стоек, тем выше расход материала, вес и несущая способность фермы.

Если необходимы подкосы для фермы (актуально для ферм большой протяженности) и нумерация деталей отметьте соответствующие пункты.

Отметив пункт «Черно-белый чертеж» Вы получите чертеж, приближенный к требованиям ГОСТ и сможете его распечатать, не расходуя зря цветную краску или тонер.

Нажмите «Рассчитать».

Треугольные деревянные фермы применяют в основном для кровель из материалов требующих значительного уклона. Онлайн калькулятор для расчета деревянной треугольной фермы поможет определить необходимое количество материала, выполнит чертежи фермы с указанием размеров и нумерацией деталей для упрощения процесса сборки. Также с помощью данного калькулятора Вы сможете узнать общую длину и объем пиломатериалов для стропильной фермы.

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.

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:

Похожее

Расчет навеса из профильной трубы, калькулятор онлайн

Независимо от того, находитесь вы в городе или в загородном доме, всегда существует множество мест, которые требуют защиты от солнечных лучей и атмосферных осадков.

Проще всего решить этот вопрос при помощи навеса. Они легки, практичны и быстро строятся. От правильности расчета элементов для навеса зависит их прочность, долговечность и безопасность. вернуться к содержанию

Разновидности навесов

Для укрытия людей и предметов от воздействий природы зачастую строят навес из поликарбоната. Он применяется для защиты:

автомобильной стоянки;

зоны отдыха барбекю и игровых площадок;

точек мелкой торговли;

открытых бассейнов и душевых площадок;

входов в подъезды, въездных ворот, калиток.

При входе в частный дом или подъезд дома вместо навеса оборудуется козырек, но он тоже требует расчета.

Форма крыши для навеса зависит от желания. Они могут иметь следующие формы:

ровную или наклонную прямую;

одно или двухскатную;

выгнутую или вогнутую;

купольную или арочную;

пирамидальную или многогранную.

Исходя их формы крыши проводится сборка пояса из профильной трубы. Каждый пояс имеет свой тип и может быть:

сегментный;

полигональный;

трапециевидный или двускатный;

параллельный;

односкатный;

консольный;

треугольный. вернуться к содержанию

Размеры конструкции

В зависимости от места расположения фермы, ее формы и погодных условий проводится укрытие определенным материалом: металлический профиль, поликарбонат, профильный настил, асбестовые листы и др.

Каждый из материалов имеет свои стандартные размеры. Эти размеры могут служить основой при расчете общей длины конструкции, размеров между опорами. Для этого ширину и длину фермы надо сделать кратной размеру плит. Если размеры фермы рассчитывать под размеры плит, которыми она будет накрываться, то это уменьшит строительные отходы. Размер панели при расчете необходимо учитывать с учетом нагрузки, которую будет нести вся конструкция.

Характерным отличием может быть то, что в случае, когда общая длина фермы превысит 36 метров, необходимо выполнить строительный подъем.

Расчет высоты конструкции проводится исходя из того, для каких целей она изготавливается. Готовая конструкция не должна быть меньше 1.8 метра, средней высоты человека. вернуться к содержанию

Форма крыши и материал

От угла наклона навеса зависит длина стропил под его монтаж и марка кровельного материала.

Угол наклона от 22 до 30 градусов. Такой угол устанавливается на фермах, которые монтируются в регионах с высокой уровнем выпадения снежных осадков. Предпочтение тут отдается поясу из профильной труби треугольной формы. Крышу такого навеса рекомендуется накрывать прямыми асбестовыми или волнистыми листами, разного рода металлическим профилем.

Угол наклона от 15 до 22 градусов. Крыши навесов с таким углом наклона монтируются при высоких показателях ветровых нагрузок и имеют двускатную форму. Они отличаются небольшой парусностью и укрываются зачастую металлическими кровельными покрытиями.

Угол наклона от 6 до 15 градусов. Самые простые односкатные навесы. Могут накрываться поликарбонатом или профильным настилом.

Для определения несущей способности крыши или допустимой нагрузки, которую она может выдержать, рекомендуется использовать онлайн калькулятор. вернуться к содержанию

Материал для каркаса и опор

Каркас навеса состоит из опор, прогонов и обрешетки. Размеры этих металлоконструкций напрямую зависят от общих размеров фермы. Установлены эти величины требованиями ГОСТ 23119-78 и 23118-99.

Опоры могут быть изготовлены из стальной трубы круглой, диаметром от 4 до 10 см или же сделаны из стальной трубы профилированной, размером 0.8х0.8 см. Рассчитывая шаг монтажа опор, надо учесть то, что расстояние между опорами не должно превышать 1.7 метра. Нарушение этого правила может привести к потере прочности и надежности всей фермы.

Обрешетка выполняется из стальной трубы профилированной, размером 0.4х0.4 см. Она может быть выполнена из дерева или металла. От материалов изготовления зависит шаг монтажа обрешетки. Продольная деревянная обрешетка устанавливается с шагом в 25-30 см, металлическая обрешетка монтируется с шагом 70-80 см.

Прогоны для навесов с длиной пролета до 4.5 метров выполняются из металлического профиля 0. вернуться к содержанию

Расчет онлайн калькулятор

Представленный выше вариант расчета является самым простым. Существует много формул и вариантов для расчета навесов в зависимости от их форм, размеров, назначения. Для человека с хорошими знаниями сопромата и механики просто воспользоваться формулами и провести расчет. Ведь от того, насколько точны вычисления и низка погрешность, будет зависеть длительность службы навеса.

Если самостоятельное решение вопроса затруднительно, то лучше решить вопрос со специалистами. Провести расчет фермы для профильной трубы с использованием онлайн калькулятора для них не составит труда. Это даст возможность качественно и правильно составить проект, рассчитать марку и количество материалов, с точностью до 90 % определить стоимость конструкции.

 

Деревянные фермы. Выбор схемы фермы и её расчет

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).

Самый простой способ рассчитать ферму крыши -

Когда приходит время заменить крышу, подрядчик - не единственный, у кого есть работа. Если вы занимаетесь заменой кровли, вам придется потратить время, чтобы изучить несколько различных компонентов кровли и их размеры. Эти знания помогут вам определить, куда уходят ваши деньги, когда вы получите смету от подрядчика, с которым выберете работать. Один из примеров кровельной части, которую вам нужно будет измерить, - это ферма крыши.Ферма крыши обычно представляет собой треугольную конструкцию, которая предназначена для распределения веса крыши. Две части фермы крыши и «элементы» (прямые отрезки дерева) и пересечения, которые равномерно распределяют вес по длине каждого элемента. Ферма строится путем прикрепления концов элемента к соединениям, которые соединяются с пересечениями.

Изучение того, как оценить стропильные фермы и их размеры, может показаться сложной задачей, но мы составили формулу, которая поможет вам легко вычислить свои расчеты стропильных ферм.Самыми простыми и легкими в изготовлении крышами обычно являются «открытые двускатные крыши», и это тип крыши, который есть у большинства домовладельцев. Для расчета размеров стропильных ферм этого типа лучше всего использовать теорему Пифагора. Это старое уравнение, которое вы, возможно, помните из средней школы, наконец-то пригодится, чтобы помочь вам во время вашего путешествия по замене крыши. Мы выбрали это уравнение, потому что оно позволяет уменьшить каждую ферму до пары прямоугольных треугольников, расположенных спина к спине.

Первое, что вам нужно сделать, это измерить «пролет крыши».Пролет крыши - это расстояние между внешними сторонами стен, которые будут поддерживать крышу. Половина этого расстояния называется «бегом». Прогон образует основание прямоугольного треугольника с высотой, равной подъему крыши. Стропила фермы будут использоваться как гипотенуза (высшая часть треугольника). Средняя крыша будет нависать над боковыми стенами дома лишь на небольшую величину (12-18 дюймов). Помните об этом при расчете длины стропил.

«Уклон» (самая высокая точка) крыши - важный коэффициент при измерении фермы.Пример расчета будет следующим: крыша, которая поднимается на 1 дюйм на каждые 4 дюйма своего горизонтального расстояния, имеет уклон 1/4. От покрытия кровли зависит лучший исход ската. Например, если вы используете большую нагрузку из битумной черепицы, для надлежащего дренажа необходим минимальный шаг 2/12. В большинстве случаев уклоны не должны превышать 12/12, иначе по крыше опасно ходить.

Длина стропил от подъема

После того, как вы рассчитаете пролет крыши, вам нужно будет определить подъем на основе выбранного вами кровельного материала и других вариантов конструкции.Это также повлияет на длину стропил. Теперь представьте всю ферму в виде пары прямоугольных треугольников, соединенных спиной к спине.

Уравнение: a2 + b2 = c2

A = пролет

B = подъем

C = длина стропила

Уже наличие подъема позволит легко определить длину стропил путем загрузки чисел в таблицу уравнений. Например, для крыши с пролетом 20 футов и высотой 7 футов требуются стропила, которые являются квадратным корнем из 400 + 49 = 21.2 фута. Это не включает дополнительную длину, необходимую для свесов.

Расчет длины стропил из шага

Если у вас нет подъема крыши, вы можете узнать угол наклона на основе рекомендаций производителя для типа кровли, которую вы планируете использовать. Не волнуйтесь, потому что этой информации достаточно, чтобы рассчитать длину стропил с помощью простого и быстрого соотношения.

Представьте, что желаемый шаг - 4/12. Это равносильно прямоугольному треугольнику с основанием 12 дюймов (один фут) и подъемом на четыре дюйма.Длина гипотенузы этого треугольника равна квадратному корню из уравнения a2 + b2 = 12 (2) + 4 (2) = 144 дюйма + 16 дюймов = 12,65 дюйма. Поскольку длина пролета и стропила измеряется в футах, вам нужно преобразовать 12,65 дюйма в 1,06 фута. Таким образом, длина гипотенузы этого маленького треугольника составляет 1,06 фута.

Предположим, основание вашей крыши измеряется как 40 футов. Теперь выполните следующий расчет: Основание треугольника = основание крыши. После вставки цифр вы получите 1/40 = 1,06 / x (x - необходимая длина стропил).Решая для x, вы получаете x = (40) (1,06) = 42,4 фута.

Теперь, когда у вас, наконец, есть длина стропила, у вас есть два варианта определения подъема. Найдите время, чтобы установить подобное соотношение, или вы можете решить уравнение теоремы Пифагора. Когда вы выбираете второй вариант, вы знаете, что подъем (b) равен квадратному корню из квадрата c - квадрату, где c - длина стропила, а a - пролет. Это означает, что рост равен корню (42,4 (2) - 40 (2)) = корень 1797,8 - 1600) = 14,06 фута.

При использовании этого бесплатного расчета важно, чтобы у вас был правильный дизайн для нужной высоты. Убедитесь, что если у вас другой тип стропильной фермы, нежели простая конструкция с открытым фронтоном, вы используете другое уравнение. Вы должны убедиться, что правильно рассчитали все углы, высоту и размеры. Так вам будет намного проще понять, какой тип стропил и подкосов вам понадобится и как их нужно комбинировать для каждой высоты. Если это стиль с открытым фронтоном, используйте этот расчет для деревянной крыши, стальной крыши или даже ферм односкатной крыши или ферм деревянной крыши.Знание этих размеров даст вам фору при замене крыши.

калькулятор фермы jhu

Советы: 1. Просто добавьте узлы, элементы и опоры для настройки модели, примените до 5-точечных нагрузок (распределенные нагрузки можно добавить в полной версии), затем нажмите «Решить», чтобы запустить статический 2D-анализ фермы. После каждого изменения конфигурации щелчок по «Рассчитать» будет пересчитывать силы. Решатель фермы может обрабатывать чрезвычайно большие конструкции из более чем 10 000 элементов.R802.10.2 и спроектирован в соответствии с минимумом • Формула для нагрузок на ферму гласит, что количество элементов фермы плюс три должно равняться удвоенному количеству узлов. Мощные модули ручного расчета, которые показывают пошаговые ручные расчеты (за исключением петель) для реакций, BMD, SFD, центроидов, момента инерции и ферм! Новую пони в городе называют симулятором фермы. У меня есть отличные новости! Сделано Qianyu Rui. Этот бесплатный онлайн-калькулятор ферм представляет собой инструмент для проектирования ферм, который генерирует осевые силы и реакции полностью настраиваемых двухмерных ферм или стропил.ваши собственные булавки на Pinterest. Измените ферму, чтобы максимально использовать потенциал ваших материалов. Сохраните свою работу на потом. Назовете ли вы их стропилами, элементами фермы или балками - калькулятор фермы, по сути, делает то же самое. Вылет: футы в дюймах. Изготовитель фермы рассчитает окончательные нагрузки, размеры металлических пластин, размеры элементов, перемычки и прогиб хорды с учетом местных климатических и / или сейсмических условий. Видеоурок по программе Bridge Designer Университета Джонса Хопкинса. Выберите часть и нажмите «Удалить», чтобы удалить ее.Мы реализовали функцию 3D, вы можете выбрать три различных стропильных системы - F32, F33 и F34, и каждая небольшая деталь фермы, которую мы предлагаем в этих диапазонах, - это… SkyCiv Engineering. Расчет треугольных деревянных ферм Укажите размеры в миллиметрах X - Длина фермы Y - Высота фермы Z - Толщина балки W - Ширина балки S - количество вертикальных стоек P - Распорки N - показать детали нумерации Деревянные стропила каркас состоит из элементов, составляющих жесткую треугольную конструкцию.Конечный элемент-калькулятор на этой странице рассчитывает опорные силы, силы фермы и смещения узлов для 2D-ферменных конструкций. Нажмите «Реакции» или «Осевая сила», чтобы отобразить результаты в виде красивого, четкого и легко интерпретируемого графика для вашей конструкции фермы. Он поставляется с некоторыми предварительно разработанными проектами, включая Мост 3 фермы с усилиями, одно натяжение фермы, сводчатый параллельный пояс и т. Д. Пользователи также могут управлять настройками, такими как единицы измерения, настройки отображения элементов фермы и т. Д. Импортировать модули дизайна, такие как AISC, ACI, Еврокод. , Австралийские стандарты, CSA, NDS и многое другое, чтобы собрать все ваши проекты в одном месте.Существует ряд различных типов ферм, в том числе фермы Пратта, фермы Уоррена и фермы Хоу; у каждого свой набор плюсов и минусов. У меня есть отличные новости! Первая версия этого мощного инструмента была выпущена в 2006 году и в течение многих лет использовалась в качестве первого варианта для создания стропильных конструкций. В этом курсе используются электронные таблицы Excel, чтобы: для документирования инженерных расчетов в Excel, Open Office или других электронных таблицах Шаги по настройке новой модели: определение узловых точек конструкции по их 2 координатам (или двойной щелчок на панели) определение каждого элемента фермы с помощью ее 2 узлов (или перетащите мышь между двумя узлами) и его • масштабированием и перемещением фермы в средстве просмотра.Клаудио Маличдем родился более чем на столетие слишком поздно, чтобы работать над строительством любого из примерно 10 000 крытых мостов с деревянными фермами, которые пересекали водные пути в Америке с середины 1800-х до начала 21-го века. Поэтому, если у вас более крупная структура, просто обновите ее, и вы сможете использовать полную программу S3D для всех ваших аналитических задач. Решает простые двумерные фермы с использованием метода соединений -> Ознакомьтесь с новым решателем фермы 2. Предварительно построенная ферма: 1 2 3 4 Решить: один раз во время перемещения C (-) T (+) Добавить: Поддержка силового элемента узла: закреплено Горизонтальный ролик Вертикальный ролик Движение: Сила узла Удалить: Одиночная мышь loc: Фермы состоят из различных ровных элементов, которые могут быть сделаны из дерева или металла и затем скомпонованы в треугольные формы.Внутренние силы важны, поскольку они обычно являются определяющей силой, которую нужно искать в ферменных конструкциях. ... Проектировщик мостов - Проектирование ферменного моста. Веб-инструмент для проектирования, который может решить проблему статики стропильной системы. Дополнительную информацию об элементах фермы можно найти: • Балки и колонны - прогиб и напряжение, момент инерции, модуль сечения и техническая информация о балках и колоннах; Механика - Силы, ускорение, перемещение, векторы, движение, импульс, энергия объектов и многое другое; Статика - Нагрузки - сила и крутящий момент, балки и колонны; Связанные â € ¦ Truss Simulator Альбомы О фильме Нужна помощь? Получите больше результатов (например, диаграммы изгибающего момента и поперечного усилия), получите больше стержней и типов нагрузки (поверхностные нагрузки, распределенные нагрузки и собственный вес) и моделируйте в 3D.Откройте для себя (и сэкономьте!) Независимо от области применения, наше разнообразие стилей и размеров ферм сделают возможным воплощение вашего проекта в жизнь. Программное обеспечение для структурного анализа и проектирования облаков. Попробуйте удерживать клавишу «Shift» при размещении стержней и грузов. Если угол равен 90 градусам, две стороны треугольника, охватывающего угол, образуют L-образную форму. нажав кнопку "Настройки". Курс включает в себя викторину с несколькими вариантами ответов в конце, которая предназначена для улучшения понимания материалов курса.Simple Truss Solver, как следует из названия, представляет собой бесплатное программное обеспечение для расчета конструкции фермы. Вторичные силы - отклонения от идеализированных сил, то есть силы сдвига и изгиба в элементе фермы. 7. Укажите нагрузки и… (Конструкция с ферменной конструкцией), можно использовать ползунки заданной длины, меньшие, чем ½ длины пяточной панели. Идея K-фермы состоит в том, чтобы разбить диагональные элементы на меньшие отрезки в надежде снизить их вероятность коробления под давлением. Страница 7 из 15 Распространенные ошибки в конструкции фермы 24.04.2020 20 8.Прямоугольный треугольник - это треугольник, в котором один угол равен 90 градусам. Перетаскивайте соединения, чтобы увидеть обновление внутренних сил стержня в реальном времени. ABN: 73 605 703 071, SkyCiv Structural 3D: Программное обеспечение для расчета конструкций. Фермы обычно моделируются треугольной формы, состоящей из диагональных элементов, вертикальных элементов и горизонтальных элементов. Наше внимание будет сосредоточено на основных силах. В калькуляторе дизайна ножничных ферм есть множество изображений, которые объединились, чтобы найти здесь самые свежие изображения калькулятора дизайна ножничных ферм, а затем вы можете получить изображения через нашу лучшую коллекцию калькуляторов дизайна ножничных ферм.Изображения калькулятора конструкции ножничной фермы здесь размещены и загружены Адиной Портер для вашего калькулятора конструкции ножничной фермы… Он рассчитывает внутренние осевые силы в этих элементах. Программное обеспечение MDSolidsis для тем, изучаемых в курсе «Механика материалов» (также обычно называемом «Прочность материалов» или «Механика деформируемого твердого тела»). Этот курс обычно является частью программ по гражданской, механической и аэрокосмической инженерии, а также ряда связанных программ. K фермы. Если элементы отсутствуют или условие для определенной стабильной структуры не выполняется, диагностическое сообщение будет описывать проблему.Похожие темы . 6 июля 2014 г. - этот пин был обнаружен пользователем slackmath.com. Свяжитесь с командой в Truss Form, и мы воспользуемся точным калькулятором кордной фермы, чтобы оценить длину граблей для ваших следующих проектов. Ферма обычно представляет собой треугольную конструкцию, которая соединена штифтовыми соединениями, так что они в основном подвергаются осевой силе (см., Что такое ферма). Такие конструкции часто используются в длиннопролетных конструкциях, таких как ферменные конструкции мостов и кровельные фермы. Этот новый симулятор фермы предлагает больше функций и гибкость, чем старая версия.Этот калькулятор стропильных ферм имеет ряд применений, включая использование в качестве калькулятора деревянных ферм, калькулятора стропильных ферм, калькулятора стропил крыши, калькулятора ножничных ферм или для обрамления крыш. Он имеет широкий спектр применений, в том числе его можно использовать в качестве калькулятора деревянных ферм, калькулятора стропильных ферм, калькулятора стропил для крыши, калькулятора ножничных ферм или каркаса крыши. Боковые распорки: ключ к прочности модели моста. Добавьте столько опор, грузов, петель и даже дополнительных участников с платными планами SkyCiv.Он особенно полезен в качестве программного обеспечения для проектирования стальных ферм моста или калькулятора стропильных ферм. Существует замена старого Bridge Designer, который больше не работает в современных веб-браузерах. ферма, т.е. ферма, на элементы которой действуют только осевые силы. 0 1706 212 238. Осевые силы стержня основных сил, определенные на основе анализа идеальной фермы. Пришло время спроектировать и построить ферму моста! Он имеет широкий спектр применений, в том числе его можно использовать в качестве калькулятора деревянных ферм, калькулятора стропильных ферм, калькулятора стропил для крыши, калькулятора ножничных ферм или каркаса крыши.Бесплатные премиум-функции для пользователей SkyCiv, © Copyright 2015-2020. Этот инструмент выше позволит вам выполнить расчет фермы на любой из этих ферм, чтобы получить внутренние силы стержня. Университет Джона Хопкинса. С развитием новых компьютерных технологий, JAVA - интерактивного мультимедийного языка программирования и WorldWideWeb, теперь стало возможным моделировать проекты инженерных и научных лабораторий на компьютере. Инженерные инновации - это увлекательная летняя программа на уровне колледжа для мотивированных старшеклассников со способностями к математике и естественным наукам и интересом (или любопытством) к инженерному делу.Тем не менее, за последний год он потратил около 500 часов, работая над копированием четырех самых известных деревянных ферм… Вы можете изменить эти существующие проекты или… Раньше стропильные фермы устанавливались… для анализа модуль упругости должен быть определен в спецификации материала элемента. Задача обучения. Свяжитесь с командой в Truss Form, и мы воспользуемся точным калькулятором кордной фермы, чтобы оценить длину граблей для ваших следующих проектов. Новую пони в городе называют симулятором фермы.Это контрастирует с конструкцией фермы Pratt. Как и раньше, он размещен на веб-сайте Джонса Хопкинса и создан Клэр ВерХульст. Это бесплатная и очень полезная программа для построения модельных мостов. У вышеуказанного калькулятора фермы есть некоторые ограничения, которые могут быть достигнуты с помощью полного программного обеспечения для расчета конструкций. Попробуйте посмотреть обучающее видео ниже. особенности для пользователей SkyCiv. Шаг: / 12 граблей • Программное обеспечение также включает ряд • Симуляторов фермы Джонса Хопкинса (новинка) Последнее обновление 30 июня 2020 г., автор: Гарретт Бун.Решать. Span: ft. In. Вы также можете подписаться без комментариев. Ферма крыши - это тектонический каркас из специального поддерживающего материала, который может идеально пересекать свободное пространство над комнатой. Как постоянно развивающаяся технологическая компания, мы стремимся внедрять инновации и совершенствовать существующие рабочие процессы, чтобы сэкономить время инженеров в их рабочих процессах и проектах. То же самое и с мостом из фермы. Добавляйте свои собственные материалы с пользовательскими текстурами. Если вторичные большие - балки ферменного типа 8.SkyCiv создан, чтобы упростить вам проектирование стальных ферм, благодаря широкому спектру мощных возможностей анализа и моделирования. Авторские права © 2003-2020 by Garrett's Bridges. Наш калькулятор стропильных ферм может помочь вам в покупке ферм путем определения количества требуемых ферм и опор. Кровельные фермы. Чем сложнее каркас фермы, тем больше потребуется этих стыков. Конструкция моста фермы K была вариацией другого стиля фермы Pratt, названного фермой Parker.Решатель фермы Венхао (Стивен) Хе, Технический университет Торонто. Последнее обновление: 2012 г. • СЕВЕРНЫЙ ОФИС. Строительные чертежи деревянных ферм должны быть подготовлены зарегистрированным и лицензированным инженером в соответствии с IRC 2012 Sec. Возьмитесь за любой проект с помощью этого мощного и быстрого программного обеспечения для луча. Студенты учатся думать и решать проблемы, как инженеры, и имеют возможность заработать кредит Университета Джона Хопкинса (JHU). Математические инструменты Excel. Наконец, калькулятор фермы вычислит наилучший размерный метод соединения частей фермы со стальными соединениями и мостом.Если количество элементов обозначено M, а количество узлов обозначено N, это можно записать как M + 3 = 2 * N. Обе части уравнения должны быть равны, чтобы в итоге получилось: «Какая конструкция моста имеет наибольший вес». Осевая пружинная жесткость элемента фермы определяется как k = (Площадь x Модуль упругости) / Длина. Самый быстрый на рынке решатель ферм! Для расчета сил на ферму вам потребуется тригонометрия прямоугольного треугольника. Как и раньше, он размещен на бесплатном хостинге Johns Hopkins… SkyCiv предлагает инженерам широкий спектр программного обеспечения для структурного анализа и проектирования облаков.Более 51 размера и стиля в наличии ... Калькулятор фермы. Распорка КРОВЕЛЬНАЯ ФЕРМА. Совершенно новый инструмент Truss Tool 3D идет дальше. Перейдя на один из вариантов ценообразования SkyCiv, вы получите доступ к полному программному обеспечению для расчета конструкций, чтобы вы могли выбирать такие материалы, как дерево и сталь, для выполнения конструкции ферм, что делает его гораздо больше, чем простой калькулятор крыши. 2. Посмотрите мои обучающие видео ниже: Сообщите мне о последующих комментариях по электронной почте. Этот бесплатный онлайн-калькулятор ферм представляет собой инструмент для проектирования ферм, который генерирует осевые силы и реакции полностью настраиваемых двухмерных ферм или стропил.Все права защищены. Плоские фермы с парапетом. Рассчитайте нагрузку на ферму. Выполненные расчеты основаны на разделении элемента на 10 меньших элементов и вычислении на их основе внутренних сил. (Примечание: для демонстрации нагрузки не должны превышать 100.) Используйте этот удобный инструмент для расчета длины граблей вашей крыши. Анализируйте фермы как никогда раньше. Однако плотность требуется только при учете гравитационной нагрузки. Эти стальные соединения необходимы для поддержки всей фермы. Бесплатное использование, премиум-класс Анализ фермы выполняется нашим решателем FEA, который также используется в нашей программе Structural 3D.Если ферма с плоским верхним поясом… Это позволяет нарисовать ферменную конструкцию и рассчитать проблему фермы. Существует замена старого Bridge Designer, который больше не работает в современных веб-браузерах. КАЛЬКУЛЯТОР ФЕРМ.

Калькулятор фермы 2020 jhu

Как рассчитать нагрузки на ферму крыши

Ферма крыши - это треугольная деревянная конструкция, которая рассчитана на то, чтобы выдерживать большую часть веса остальной части крыши. Прямые отрезки дерева, известные как стержни, из которых построены стропильные фермы, соединены перекрестками, которые равномерно распределяют вес по длине каждого элемента.Фермы крыши создаются путем прикрепления концов элементов к соединениям, известным как узлы. Нагрузку на фермы крыши можно рассчитать на основе количества стержней и количества узлов в конструкции.

Набросок конструкции фермы

Этот шаг рекомендуется, чтобы дать вам лучшее представление о том, как все части подходят друг к другу для того типа конструкции фермы, которую вы строите. Отметьте длину элементов стропильной фермы на своем эскизе и отметьте, где также будет размещен каждый узел.

Назначьте типы узлов

Чтобы нагрузка на ферму крыши была стабильной, вам необходимо назначить два узла на каждой ферме в качестве опорных узлов. Это означает, что один является фиксированным узлом, а другой - подвижным. Фиксированный узел будет обеспечивать поддержку в обоих направлениях по длине элементов фермы крыши, часто называемых направлениями X и Y. Узел качения предназначен для обеспечения поддержки только в одном направлении, часто в направлении Y элемента фермы. Оставшийся третий узел каждого треугольника известен как несущий узел.

Расчет нагрузки на ферму

Формула для нагрузок на ферму утверждает, что количество элементов фермы плюс три должно равняться удвоенному количеству узлов. Если количество элементов обозначено M, а количество узлов обозначено N, это можно записать как M + 3 = 2 * N. Обе части уравнения должны быть равны, чтобы получить стабильную и надежную конструкцию крыши.

Используйте это уравнение нагрузки на ферму при строительстве крыши. Вы можете добавлять или удалять узлы и элементы в любое время, чтобы сбалансировать числа, аналогично концепции балансировки обеих сторон шкалы.Этот шаг может занять некоторое время и терпение, но стоит достичь стабильной стропильной конструкции крыши, чтобы избежать проблем с целостностью и дорогостоящего ремонта в будущем.

Создание диаграммы нагрузки на ферму

Рекомендуется с самого начала заполнить полученные числа из расчетов нагрузки на ферму на эскизе фермы крыши. Это поможет вам отслеживать их при установке каждой треугольной фермы и может быть удобной справочной информацией о том, какие узлы вы назначили несущими, фиксированными и подвижными.В качестве альтернативы, теперь существуют компьютерные программы, которые будут вычислять нагрузку на вашу стропильную конструкцию и отображать диаграмму того, каким должен быть конечный результат. Это зависит от количества введенных вами элементов и узлов. Программы даже уведомят вас, если нужные числа или элементы отсутствуют или не соответствуют требованиям вашей конструкции.

Как использовать мастер анализа фермы

Калькулятор ClearCalcs Truss Analysis позволяет пользователям вводить геометрию некоторых распространенных типов фермы 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 участников
  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

Горизонтальное расстояние 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 элемента

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 аккорд

Наклонный или горизонтальный элемент, обозначающий верхний край фермы.

Нижний пояс

Наклонный или горизонтальный элемент, отмечающий нижний край фермы.

Интернет-участники

Элементы, которые соединяют верхние и нижние пояса, образуя треугольные узоры, создающие действия фермы.

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.То есть 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. Разработка 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 проекта как обычно, обращаясь к справочной документации по конкретному материалу.

Обратите внимание, что нагрузки на элемент будут автоматически обновляться при обновлении расчета расчета фермы.Однако в настоящее время конкретный раздел, используемый в анализе, не связан между модулем анализа и модулем проектирования и должен выбираться независимо в обоих расчетах.

Пример

Ферма крыши должна быть спроектирована в Австралии со следующими характеристиками:

  • Fink Ферма тип
  • Ширина 8 метров, свес 400 мм
  • Деревянные компоненты с верхними и нижними поясами 140x45 MGP10 и элементами перемычки 70x45 MGP10, все ориентированы вокруг своих главных осей
  • Фактор мертвой плюс временной нагрузки 0.7 кН / м на верхних поясах и факторная статическая нагрузка потолка 0,1 кН / м на нижнем поясе
  • Факторная ветровая нагрузка 0,45 кН / м на верхние пояса

Программа расчета фермы Уоррена

Программа расчета фермы Уоррена

Ферма - это конструкция, состоящая из прямых элементов, образующих один или несколько треугольных элементов. Вы можете изменить эти существующие проекты или начать с нового. То же самое и с мостом из фермы. Как упоминалось в шаге 1, каждому 2d элементу фермы назначается кодовый вектор, состоящий из 4 цифр.Уоррен трасс, полностью уоррен эррол ферма, родился 8 октября 1948 года, кингарой, штат квинсленд, австралия, австралийский политик, который с 2007 по 2016 год возглавлял национальную партию австралии, бывшую ранее 19822006. Типы ферменных конструкций программное обеспечение для структурного анализа облаков skyciv . Для этого используется метод матрицы жесткости, в котором для каждого элемента создается матрица, а итоговые суммы суммируются, чтобы получить глобальную матрицу жесткости для фермы. Aroostook управляет семейным бизнесом, основанным в 1996 году.Затем вычисления могут быть выполнены с использованием инверсий и умножений матриц для вывода прогибов каждого узла на ферме и общей силы в каждом элементе.

Расчет сил стержня фермы методом соединений. Ферменная конструкция - еще одна очень популярная система ферменных конструкций, которую легко идентифицировать по конструкции из равносторонних треугольников. Он также вытягивает деформированную конструкцию из-за нагрузок, приложенных к суставам. Анализ стропильной фермы как часть анализа моста.Программное обеспечение для проектирования стропильных ферм скачать бесплатно. Калькулятор расчета конструкции стропильных ферм для плоских крыш лучший дизайн стальных ферм для помещений, стропильных ферм.

Вычислитель железобетонных интегрированных балок, однопроходных перекрытий и колонн. Все наши проектировщики ферм прошли обучение специалистов по фермам в ассоциации строительных компонентов. Используйте указатель мыши и щелкните в рабочей области, чтобы войти в балку. Нажмите кнопку обновления внизу этой страницы, фермы спроектированы с использованием двойных уголков astm a36 с равными опорами в соответствии с рекомендуемыми допустимыми значениями.Он поставляется с некоторыми предварительно спроектированными проектами, включая 3 фермы моста с усилиями, одно растяжение фермы, сводчатый параллельный пояс и т. Д. Чтобы использовать существующий калькулятор размеров крыши для формы фермы. Чем сложнее каркас фермы, тем больше потребуется этих стыков. Plastruct owta16 ферма открытая 2 pls

от plastruct. Между вычислениями щелкните поле, чтобы очистить его, или используйте кнопку сброса, чтобы очистить все поля.

Сначала мы выясним, является ли эта ферма детерминированной или неопределенной.Catia имеет полный набор инструментов для проектирования сложной геометрии и ANSYS. Truss4 может помочь во всех частях производства фермы, от моделирования конструкции и структурного анализа, экономических расчетов до производственной документации и управления производством. В области взаимодействия и com, id предполагает, что усилия лучше направить на программирование интерфейса с помощью разработанной программы структурного анализа, чем на написание собственного решателя для примитивной версии. Его патент был больше о методологии строительства, чем о конструкции.

Выбирает двойные уголки для стальных ферм Pratt или Warren. Этот бесплатный онлайн-калькулятор ферм представляет собой инструмент для проектирования ферм, который генерирует осевые силы и реакции полностью настраиваемых двухмерных ферм или стропил. Изготовитель фермы рассчитает конечные нагрузки, размеры металлических пластин, размеры элементов, перемычки и прогиб хорды с учетом местных климатических и / или сейсмических условий. Джонатан охшорн бесплатный онлайн-калькулятор расчета конструкции стальной фермы. С легкостью перемещайте материалы по твердым или мягким поверхностям, эти тележки постоянно используются в нашем магазине.Может быть использована модифицированная ферменная конструкция, в которой вводятся дополнительные элементы, чтобы обеспечить узел, например, в местах расположения прогонов. Калькулятор фермы в данный момент работает над расчетом плиты. Перетаскивайте соединения, чтобы увидеть обновление внутренних сил стержня в реальном времени. Джеймс Уоррен запатентовал конструкцию в 1848 году в Англии, которую многие называют фермой Уоррена.

Он также занимал различные должности в правительстве либеральной коалиции. Анализ поведения вибрации на основе метода конечных элементов.При расчете треугольной деревянной фермы укажите размеры в миллиметрах x длину фермы y высоту фермы z толщину балки w ширину балки s количество вертикальных стоек p распорки n показать детали нумерации деревянный каркас стропил состоит из элементов, составляющих жесткая треугольная конструкция. Калькулятор расчета конструкции ahep - это быстрый и простой инструмент, который поможет проектировщикам деревянных или деревянных ферм проверить их применимость на основе фактического наклона наклонной крыши, входных динамических и статических нагрузок, расстояния между фермами и прогонами, а также выбранных критериев обшивки и прогиба.

Элементы фермы на концах обычно соединяются шпильками. Как следует из названия, программа для расчета простых ферм - это бесплатное программное обеспечение для расчета конструкции ферм. На этой странице вы можете рассчитать любую ферму, каркас, балку, получить диаграммы кривых m, n, q, рассчитать реакции опор. Однако его точная история и происхождение немного запутаны. Существует ряд различных типов ферм, в том числе ферм Pratt, ферма Warren.

Это особенно полезно в качестве программного обеспечения для проектирования стальных мостовых ферм или кровельных ферм.Благодаря механизму анализа КЭД в реальном времени, предоставляющему результаты для сдвига, момента и отклонения, clearcalcs упрощает задание узлов, фиксаторов и элементов и решение для 2-мерного анализа в облаке. Эти стальные соединения необходимы для поддержки всей фермы. Таблица проектирования ферменных конструкций Сообщество гражданского строительства. Ферма Уоррена имеет элементы перемычки на сжатие и растяжение равной длины и меньшее количество элементов, чем ферма Пратта. Используя новейшее программное обеспечение для проектирования компонентов зданий от itwalpine и самое современное производственное оборудование, наша миссия - обеспечивать нашу продукцию.В этой операции используются кодовые векторы элементов фермы. Для определения заглушки g соединения фермы существует макрос, называемый зоной заглушки.

Они будут довольно длинными, но главное - это то, что большинство людей захотят или понадобится, однако я покажу каждое поперечное сопротивление, натяжение, сдвиг, сечение сетки. Iswb550 CAD-модель рассматриваемого моста была спроектирована в катании, а ANSYS использовалась в качестве программного обеспечения для анализа. Этот тип бесплатного скачивания программного обеспечения для проектирования стропильных ферм обычно встречается в конструкциях с очень сложным форматом, например, в домах с прикрепленной левитрой к гаражу.Используйте метод соединений, чтобы определить силы во всех элементах плоской фермы с шарнирным соединением, показанной на рисунке 31a. Наш опытный дизайнерский персонал имеет более 85 лет совокупного опыта. Нажмите кнопку обновления внизу этой страницы, фермы спроектированы с использованием двойных уголков astm a36 с равными опорами в соответствии с рекомендуемой расчетной допустимой прочностью asd. Заостренное положение придерживается линий сетки, вызывая увеличение, если вы хотите обогатить сетку. Перекрестно двускатная крыша пересекает двускатную крышу - это стиль, который содержит 2 или даже больше коньков двускатной крыши, которые сходятся под углом, многие часто перпендикулярны друг другу.Деревянные стропильные фермы кровельные фермы проектируют строительные фермы.

Калькулятор также проверяет минимальную и максимальную длину деталей. Начните сегодня и узнайте, насколько легко clearcalcs выполняет инженерные и аналитические расчеты. Фермы Уоррена обычно используются в длиннопролетных зданиях с пролетом от 20 до 100 м. Этот инструмент предназначен для кровли с центральным коньковым положением. Ферма Pratt - это ферма, в которой все элементы, работающие на сдвиг, наклонены под одним и тем же углом к ​​горизонтали при чередующемся растяжении и сжатии от опоры до середины пролета.

Он имеет широкий спектр применений, в том числе его можно использовать в качестве калькулятора деревянных ферм, калькулятора стропильных ферм, калькулятора стропила крыши, калькулятора ножничных ферм или каркаса крыши. Механика сил, ускорения, перемещения, векторов, движения, импульса, энергии объектов и т. Д. Используется для кровельных ферм, мостов, конвейеров и пространственных рам, прецизионно отлитых из темно-серого абс-пластика, идеально подходит для всех уличных или пластиковых моделей. С помощью этого небольшого веб-приложения вы можете решить любую плоскую ферму с максимум 30 узлами.Система рассчитывает осевые силы, смещения соединений и деформацию элементов конструкции. Решает простые двумерные фермы с использованием метода соединений. Ознакомьтесь с новым решателем фермы 2. Находит требуемую площадь арматурных стержней или расстояние и выбирает стержни для балок, однопроходных плит и колонн в типичном железобетонном здании.

Используйте калькулятор ниже, чтобы определить длину стропил. Измените ферму, чтобы максимально использовать потенциал ваших материалов. Наконец, калькулятор фермы вычислит наилучший размерный метод соединения частей фермы со стальными соединениями и мостом.Фермы 4 - комплексное программное решение для производителей деревянных ферм с перфорированным металлическим крепежом. Калькулятор нагрузки Eurotruss. Ec9 файл excel немецкий 2d cad dwg файлы. Это видео предназначено только для образовательных целей, и пользователи программного обеспечения должны четко понимать предположения программы и. Калькулятор фермы для определения количества продукта, необходимого для строительного проекта. Ферма Warren - очень распространенная конструкция как для реальных, так и для модельных мостов. Решатель ферм, автор: wenhaosteven he, инженерный университет Торонто, последнее обновление.Они используют современное программное обеспечение для проектирования ферм, разработанное компанией Alpine, для создания цветных планов размещения и чертежей ферм для каждой фермы вашего проекта. Планы сараев, модульные дома, восприятие, домостроители, веранды, кадки, программное обеспечение. В данной ферме опора у a роликовая, а c шарнирная. Проектировщику нужно только выбрать перетаскивание нужных секций для модели из программного обеспечения секций, или он может использовать специальный инструмент макроса, чтобы добавить наборы секций к выбранной ферме.

В качестве примера, если полоса расположена между первым и третьим в порядке определения узлов системы, то вектор кода этой полосы будет \ 0, 1, 4, 5 \.Распространенной формой фермы является ферма Пратта или n-образная рама с элементами вертикального сдвига при сжатии и элементами диагонального сдвига при растяжении. Прогиб и напряжение балок и колонн, момент инерции, модуль сечения и техническая информация о балках и колоннах. Бесплатное онлайн-руководство по калькулятору фермы Skyciv Engineering на YouTube.

Конструкция моста (1) - PDFCOFFEE.COM

Ферма Bear River Титульный лист отчета о дизайне представлен гражданам Медвежьей долины: Название команды: (4) Член команды Awesome

Просмотры 30 Загрузки 4 Размер файла 10MB

Отчет DMCA / Copyright

СКАЧАТЬ ФАЙЛ

Рекомендовать истории
Предварительный просмотр цитирования

Ферма Bear River

Обложка отчета о проектировании, представленная гражданам Медвежьей долины: Название команды: (4) Участник Team Awesome 1: Участник Катя Стависки 2: Участник Келси Ланге 3: Участник Griffin Nosenzo 4: Бриттани Холлавелл Количество стыков: Количество Стержни: Вес:

9 (вид сверху) 15 10.6 грамм

Раздел A. Описание конструкции моста Конструкции, рассмотренные в ходе мозгового штурма Подробное описание окончательного проекта Таблица проектных спецификаций Схема моста (обозначьте максимальное напряжение и сжатие элементов) Б. Безопасность) Описание процесса строительства C. Тестирование D. Краткое описание процессов проекта Описание рабочего процесса и графика Описание индивидуальных вкладов Размышления о процессе и результатах Приложения: предварительные проекты, подтверждающие расчеты Контрольный лист

Номер страницы 1 2 3 3 4 5 6 9 11 11 11 13 23 28

А.Описание конструкции моста Во время мозгового штурма мы рассмотрели множество конструкций. Мы быстро решили применить стратегический подход, отдав предпочтение определенным критериям, которые принесут нам бонусные баллы. Мы решили, что «креативный» дизайн моста будет лучшей целью, поскольку он не зависит от мостов других групп. Мы исследовали другие типы мостов, уделяя особое внимание фермам, состоящим из равносторонних треугольников, фермам, составленным из равнобедренных треугольников, фермам с углами, имитирующим внешний вид арки, и мостам с нижними опорами на краях стола (см. Приложение A).При таком большом количестве переменных мы поняли, что должны принять несколько основных проектных решений, чтобы провести ценный анализ. В качестве «креативной» конструкции моста, не основанной на традиционных конструкциях Хау или Пратта, наше внимание привлек мост Уоррена, представляющий собой простую конструкцию, состоящую из равносторонних треугольных ферм1. Это не был один из четырех традиционных дизайнов, он выглядел простым с точки зрения конструкции и казался легким, что помогало достичь минимального количества материалов. После того, как мы решили сосредоточиться на мосте Уоррена для одного из наших проектов, нашим следующим вопросом было, сколько элементов использовать.Мы решили разделить и преодолеть эту проблему, выполнив ручной анализ мостов типа Уоррена с различным количеством базовых треугольников с коэффициентом безопасности 1,5 и 2,2 (см. Рисунок I). Используя комбинацию ручных расчетов и онлайн-решателя фермы2, мы обнаружили, что чем больше у нас было равносторонних треугольников, тем больше внутренние нагрузки на элементы фермы, и для того, чтобы иметь коэффициент безопасности ниже максимума 2,2, нам необходимо спроектируйте мост как минимум из семи равносторонних треугольников вдоль дна (см. Приложение A, стр. 1115).В то же время мы рассмотрели возможность изменения конструкции моста Уоррена, включив в него равнобедренные треугольники, что обеспечило бы большую гибкость в отношении размеров моста.

Рисунок I. Первоначальные конструкции мостов, вдохновленные Уорреном

! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!

1! Cridlebaugh,! Bruce! S.! "Путеводитель! По! Bridge! Design."! Bridge'Basics.! N.p.,! 3! Июнь! 2008.! Web.! 20! Февраля! 2013.! 2! «Виртуальная! Лаборатория.»! Bridge'Designer.! Университет Джонса! Хопкинса,! N.d.! Web.! 12! Февраля! 2013.!

!

1!

Мы также использовали комбинацию ручных расчетов и онлайн-решателей ферм для оценки четырех традиционных конструкций ферм: моста Пратта и крыши и моста Хоу и крыши. Основываясь на этих расчетах, мы сравнили веса с точки зрения общей длины стержней, умноженной на константу, и обнаружили, что мост Хау является наиболее эффективным. Точно так же мы оценили различные «креативные» варианты дизайна, чтобы определить, что относительный вес различного количества треугольников и высоты, и решили, что мост будет проще всего спроектировать и содержать минимальное количество материала, если мы позволим треугольникам быть равнобедренными. - в отличие от традиционного дизайна Уоррена с равносторонними треугольниками, чтобы мы могли легко регулировать размеры в соответствии с требованиями дизайна.Нам также понравилась эта конструкция, потому что при оценке коэффициента безопасности 1,6 углы были очень близки к 90-45-45, что было бы очень легко реализовать на этапе строительства. Мы решили использовать его в качестве окончательного дизайна. Однако вскоре мы обнаружили небольшую проблему с этой конструкцией, так как расчетная высота для коэффициента безопасности 1,6 составила 3,2 см, что на целых 0,3 см ниже минимальной высоты, необходимой для того, чтобы дорожное полотно поместилось внутри. Однако это оказалось лишь незначительным неудобством, и мы пересчитали внутренние нагрузки, используя высоту 3.5 см, что по-прежнему позволяет нашей конструкции соответствовать требованиям коэффициента безопасности 1,76 (см. Приложение B, стр. 24-25). На протяжении всего процесса анализа мы проверяли расчеты друг друга и независимо друг от друга решали проблемы сил, чтобы проверить точность наших окончательных проектов. Планарный вид нашего окончательного проекта состоял из 9 соединений, 15 элементов, размах которых составлял 25 см, имел ширину и высоту 3,5 см, вес всего 81,3 * c (это общая длина требуемой древесины бальзы, умноженная на константу). и коэффициент запаса прочности 1,761 (см. Таблицу I).Он состоял из четырех базовых и трех верхних равнобедренных треугольников, как показано на Рисунке II на следующей странице. Углы все еще были довольно близки к треугольнику 45-45-90 градусов для простоты конструкции. Расходы нашей команды снизились до 0 долларов, так как мы минимизировали использование материалов с этой конструкцией. Он отвечал нестандартным конструктивным предпочтениям и имел многообещающее преимущество при минимальной стоимости материала. Таблица I. Таблица проектных спецификаций моста

Требования к проектированию Количество стыков Количество элементов Пролет Ширина Высота Стоимость (командные расходы) Вес Подход к проектированию Требование коэффициента безопасности (SF)

!

н / д н / д 24 см 3.5 см ≤ 10 см ≤ 10 долл. США Минимизировано Нестандартное предпочтительное Мин: 1,5 Макс .: 2,2

Наши проектные характеристики 9 (плоский) 15 25 см 3,5 см 3,5 см 0 81,3c Равнобедренные треугольники 1,761

Наш построенный и протестированный мост 9 15 25,5 см 4 см 4 см 0 10,6 г Равнобедренные треугольники 1,58

2!

Рисунок II. Схема моста с запасом прочности 1,76

!

3!

B Анализ и построение моста Описание процесса анализа При анализе внешних и внутренних сил на мосту мы сделали несколько предположений.Мы предположили, что бальзовое дерево однородно, элементы жесткие, а масса дерева и клея незначительна по сравнению с приложенными нагрузками. При проведении расчетов мы предполагаем, что сила тяжести направлена ​​вниз и что нет никаких внешних сил, кроме приложенной нагрузки 66 Н, действующих на мост, так что систему можно моделировать как находящуюся в статическом равновесии. Расчеты равновесия также предполагают, что соединения ведут себя как шарнирные соединения и что сила сдвига клея не будет причиной разрушения, то есть только сжимающие или растягивающие нагрузки будут вызывать разрушение.Перед расчетом любых сил вручную мы использовали онлайн-программу для расчета фермы, чтобы определить, какие элементы будут испытывать наибольшее сжатие и растяжение. Затем мы использовали метод соединений для расчета сил, действующих на каждое соединение, до тех пор, пока не нашли силу, действующую на элементы CD (максимальное сжатие) и IH / HG (максимальное растяжение) в терминах угла theta и, следовательно, высоты как показано в Приложении B на стр. 26. Мы установили эти силы равными максимально допустимому сжатию 69,5 Н и растяжению 735 Н, как определено качествами бальзового дерева.Используя коэффициент безопасности 1,5, а затем 2,2, мы рассчитали необходимую высоту моста. Минимальная высота для выдерживания сжатия была выше, чем при растяжении, поэтому минимальная высота соответствует высоте, необходимой для выдерживания разрушения при сжатии. Затем мы рассчитали относительный вес ферменного моста на основе общей длины бальзового дерева, необходимой для этой конкретной высоты. Понимая, что необходимая высота для моста составляет 3,5 см, мы затем проанализировали внутренние нагрузки в каждой из балок с этим конкретным размером, как показано в Приложении B на странице 24.Это также определило длину отдельных элементов, которая составила бы 4,69 см по диагонали и 6,25 см для горизонтальных элементов. Судя по предоставленным данным о пробковой древесине, ни одна из длин не будет подвержена риску разрушения при продольном изгибе. С этими окончательными размерами мы смогли определить коэффициент безопасности 1,761 на основе ожидаемой нагрузки 66 Н и максимального сжатия 39,2 Н в элементе CD. Зная наши окончательные размеры, мы смогли оценить расчетную нагрузку 121,5 Н и внутренние силы, как показано на Рисунке II и Таблице II.

!

4!

Таблица II Таблица сил стержня нагрузок на стержни для приложенной нагрузки 121,5 Н (SF 1,761). Заштрихованная строка указывает, что элемент, по прогнозам, выйдет из строя при приложенной нагрузке.

Стержень

Нагрузка

Растяжение Сжатие

AB AI

40,7 27,1

Напряжение сжатия

BC

54,2

Сжатие

BI CD CH CI DE DG3 9H2 HI 40 9.7 FG 13,6 54,2 13,6 13,6 40,7 40.7 27,1 63,4 63,4

Растяжение Сжатие Сжатие Сжатие Сжатие Сжатие Напряжение Растяжение Сжатие Натяжение Натяжение Напряжение

Длина стержня 4,69 6,2 5 6,2 5 4,69 6,25 4,69 4,69 6,25 4,69 4,69 4,69 6,25 6,25 6,25

Режим отказа

Нагрузочная способность

Выход

735,0 N 69,5 N

Выход

735,0 N

Выход Выход Выход Выход Выход Выход Выход Выход Выход Выход Выход Выход Выход Выход

735.0 Н 69,5 Н 735,0 Н 69,5 Н 69,5 Н 69,5 Н 735,0 Н 735,0 Н 69,5 Н 735,0 Н 735,0 Н 735,0 Н

Для расчета внутренних сил, показанных в Таблице сил стержня (Таблица II), мы использовали метод соединений и предположение, что система находится в равновесии. Внешние силы, действующие на весь мост как на систему, можно найти, предположив штифтовое соединение в точке F и ролик в точке A (см. Рисунок II). Расчетная нагрузка была рассчитана и составила 121,5 Н, в результате чего 60,7 Н действовали на каждую плоскую сторону моста.Поскольку предполагается, что древесина однородна, нагрузка может быть приблизительно равна 20,2 Н при равномерном распределении по каждому из трех стыков на нижнем крае каждой стороны. Внешняя сила, действующая на суставы A и F, затем оказывается равной 30,4 Н в положительном направлении оси y, напротив 60,7 Н вниз, с использованием уравнений равновесия в направлении x, направлении y и моменте относительно точки A. силы, действующие в направлении оси x, поэтому сила в штифтовом соединении F является только вертикальной. При известных внешних силах внутренние силы определяются методом сочленений, начиная с сочленения А.Высота моста составляет 3,5 см, поэтому угол между AB и AI составляет примерно 48,24 градуса. Этот угол является одинаковым по всей длине моста из-за конструкции равнобедренного треугольника. В сочленении A имеется диагональная сила AB и горизонтальная сила AI в дополнение к восходящей силе 30,4 Н. Используя сумму сил в направлении y, мы находим, что величина силы в AB составляет 40,7 Н. указывает на соединение A, указывая на то, что сила в элементе AB является сжимающей. Сумма сил в направлении x дает силу в элементе AI равной 27.1 Н при напряжении. Следуя тем же шагам решения уравнения равновесия в направлении y, а затем в направлении x для соединения B, мы находим, что сила в BI составляет 40,7 Н при растяжении, а сила в BC составляет 54,2 Н. при сжатии. Затем мы можем найти неизвестные в соединении I и, наконец, в соединении C, которое дает нам сжатие в элементе CD, равное 72,3 Н. Это элемент с наибольшей сжимающей силой и, следовательно, элемент, который может вызвать отказ при расчетной нагрузке. . Это значение немного выше, чем максимальная сжимающая нагрузка для бальзового дерева, равная 69.5 Н; Несоответствие, вероятно, возникло из-за слишком раннего округления расчетов и оценок расчетной нагрузки. Ожидаемая максимальная нагрузка, которую может выдержать мост, немного меньше расчетной нагрузки 121,5 Н, а коэффициент запаса прочности немного ниже 1,76. Номер

!

5!

Конструкция

симметрична, поэтому размеры отдельных элементов могут быть отражены на другой стороне конструкции. Описание процесса построения Мы начали процесс построения с рисования модели нашего проекта на доске, чтобы убедиться, что вся команда находится на одной странице (см. Рисунок III).Нам нужно было решить, как согласовать измерения с толщиной пробкового дерева, чтобы точно представить наши измерения. Мы вместе разработали проект, в котором высота оставалась необходимой 3,5 см, и упрощенный расчетный план, выровненный по осевым линиям пробкового дерева в диагональных элементах.

Зеленые линии представляют собой упрощенный дизайн, а красные линии показывают, как была согласована ширина древесины. Рисунок III. Переход к трем измерениям

Мы разрезаем элементы, нанося на карту контур элементов из пробкового дерева в месте соединения на Рисунке IV.Команда организовала задачи таким образом, что один человек вырезал элементы, а другой склеивал с помощью кисти, другой завершал проектные чертежи, а последний человек рассчитывал расчетные нагрузки. Быстро стало ясно, что процесс сборки выполнялся в лучшем случае двумя людьми (резка и склейка, как показано на рисунках V и VI на следующей странице), в которой требовалось предельное внимание для склеивания частей, чтобы стыки были правильно выровнены.

Рисунок Строительный эталонный эскиз Рисунок IVIV Шовный образец конструкции!

!

6!

В нашем мосту было две особые конструкции стержней: одна для горизонтальных элементов, а другая - для диагональных.Нам пришлось отрегулировать выравнивание дерева на шаблоне, чтобы учесть ширину карандашных линий, поэтому мы постарались использовать внутренние линии для справки. Углы было трудно точно воспроизвести, поэтому нам пришлось настраивать выравнивание для каждого стыка, используя наждачную бумагу, чтобы точно отрегулировать углы. Конечная цель состояла в том, чтобы сделать горизонтальные элементы как можно более параллельными. Мы использовали прямые линии на миллиметровой бумаге и линейки для этой более широкой точки отсчета.

Рисунок V Резка по шаблону

Рисунок VI Склеивание по шаблону

После завершения нескольких ферм мы дважды проверили размеры углов, высоты и стержней с планом конструкции, как показано на рисунке VI. К счастью, ошибка была минимальной, и мы смогли продолжить строительство. После того, как первая сторона была построена, мы перешли на использование ее физических элементов в качестве моделей, чтобы обе стороны оставались такими же симметричными, как

!

7!

возможно.Вторая сторона моста оказалась примерно на 3,2 мм длиннее по длине пролета, чем первая сторона, поэтому мы сделали все возможное, чтобы компенсировать разницу, выровняв сначала центральные поперечные балки и немного отрегулировав внешние элементы, чтобы гарантировать, что суставы будут действовать как штифты, при этом все элементы будут встречаться примерно в одной точке. Когда у нас были две боковые фермы, мы вырезали несколько прямых элементов шириной 3,5 см, чтобы земляное полотно удерживало стороны вместе. Мы склеили весь мост вместе с помощью металлических скоб, что было деликатным процессом, поскольку мост теперь стал трехмерным.Мы использовали зажимы для связки, чтобы прикрепить боковые фермы к металлическим скобам во время этого окончательного процесса склеивания (см. Рисунки VII и VIII). Весь процесс занял около шести часов, с несколькими перерывами на высыхание клея. В конце концов, мы поняли, что хотим поставить еще две горизонтальные опоры, что и сделали через несколько дней.

Рисунок VII Окончательное приклеивание

Рисунок VIII Склеивание металлическими скобами

!

8!

C Тестирование Во вторник, 19 февраля, мы протестировали наш мост.Испытание заключалось в размещении моста на пролете 23 см, размещении дорожного полотна 3,5 см x 21 см x 3,5 см внутри моста и подвешивании грузов на дорожном полотне до разрушения, как показано на Рисунке IX. В конечном итоге наш мост разрушился при нагрузке 104 Н. Разрыв произошел из-за разрушения суставов в нескольких местах, как показано на Рисунке X на следующей странице. Исходя из того, как произошло разрушение нескольких стыков, при проектировании можно было использовать больше клея на стыках. Мы не учли этот тип отказа в нашем анализе, потому что мы предположили, что причины отказа будут ограничены разрушением при сжатии или растяжении в деревянных элементах.Также у нас просто не было методики расчета прочности клея на стыках. Исходя из нашего рассчитанного коэффициента безопасности и нашего анализа различных механизмов разрушения, мы ожидали, что наш мост выйдет из строя из-за сжатия при нагрузке чуть ниже 121,5 Н. К сожалению, из-за преждевременного разрушения сустава мы не можем знать, развалился бы наш мост выше или ниже. это сила сжатия. Сбой было трудно предсказать, потому что это могло произойти из-за различных упрощений, которые мы использовали в процессе расчета.В частности, некоторые элементы, которые могут привести к расхождению между расчетными и фактическими значениями, могут заключаться в том, что бальзовое дерево не является однородным, элементы не являются безмассовыми, мост не имеет настоящих штифтовых соединений, построенный мост не совсем точен для наших конструкция и т. д. Существует также возможное расхождение в том, что вес дорожного полотна и самого ковша не учитывались при измерении нагрузки. Нагрузки также прикладывались с шагом 5 Н, когда произошел отказ, поэтому определенная разрушающая нагрузка является приблизительной, которая могла быть на 4 Н ниже, чем фактическая разрушающая нагрузка.

Рисунок IX Нагрузочные грузы во время тестирования

!

9!

Рисунок X Отказ суставов после тестирования

!

10!

D Краткое описание процессов проекта Мы впервые встретились вечером в понедельник, 11 февраля, чтобы приступить к планированию нашего моста. На этой первой встрече некоторые участники работали над расчетами, в то время как другие рассматривали другие проекты в Интернете и программное обеспечение для решения ферм. К концу этой встречи мы остановились на одном из наших проектов, состоящих из равносторонних треугольников (ферма Уоррена), и сузили наш другой дизайн до пары вариантов.На этом этапе мы в первую очередь планировали попытаться создать уникальный мост, который не соответствовал бы ни одному из четырех традиционных дизайнов. Мы разделили анализ фермы Уоррена на группу. В случае равносторонних треугольников высота фиксирована для заданного количества треугольников и заданной длины, поэтому нам пришлось рассчитать несколько версий моста с разным количеством треугольников, чтобы увидеть, находятся ли какие-либо в пределах нашего диапазона запаса прочности. Катя также рассчитала вариант, в котором вместо равносторонних треугольников использовались равнобедренные треугольники, чтобы можно было регулировать высоту и запас прочности, сохраняя при этом общую длину и количество треугольников.Следующая наша встреча была в среду вечером. Здесь мы провели анализ конструкций фермы Уоррена и решили, что другой нашей конструкцией будет мост Хау, поскольку он имеет наименьший расчетный вес среди всех четырех представленных конструкций. Мы также закончили расчеты для приведенных коэффициентов безопасности 1,5 и 2,2 для обоих мостов. В пятницу, 15 февраля, мы построили большую часть моста. Мы начали с преобразования наших проектов с размерными элементами в более реалистичные представления нашего окончательного моста и обеспечения того, чтобы наши размеры были правильными для этого нового дизайна до начала строительства.Поначалу Катя взяла курс на строительство. Гриффин пытался помочь, но она была намного быстрее в точном разрезании членов, чем он, так что на какое-то время это превратилось в работу одного человека. Бриттани работал над расчетом расчетной нагрузки, рассчитывая внутренние нагрузки на основе максимальной внешней нагрузки 121 Н. Келси работал над составлением схемы моста и схемы соединений, используемых для строительства (см. Рисунки II и III). Келси и Бриттани взяли на себя резку и сборку элементов для второй половины моста, Бриттани разрезал их, а Келси отшлифовал и приклеил.Когда две стороны были завершены, мы все начали приклеивать нижние поперечные балки к одной стороне, затем прикрепляли другую сторону. Мы вклеили две поперечные балки в верхнюю часть моста, чтобы стороны были параллельны. Наконец, на выходных Бретани и Келси добавили еще две поперечные балки на вершину моста. Все внесли свой вклад в наш проект. Мы все рассмотрели различные конструкции мостов и сделали подробные расчеты для некоторых из них. Келси рассчитала мост Хау, Гриффин рассчитал крышу Хау, Катя рассчитала крышу Пратта, а Бретань - мост Пратта.Затем Катя выполнила расчет моста на основе равнобедренного треугольника, Келси и Бретань выполнили разное количество равносторонних треугольников, а Гриффин пересчитал мост Пратта для заданных коэффициентов безопасности 1,5 и 2,2. Во время строительства изначально мы все помогали понять, как сделать нашу трехмерную конструкцию наиболее близкой к нашим расчетным значениям. Потом сначала Катя стала делать большую часть раскроя и склейки. В конце концов, она отключилась с Келси и Бриттани, пока не были построены две стороны нашего моста.Затем Келси, Бриттани и Гриффин соединили две стороны вместе. На выходных Келси и Бриттани добавили две дополнительные поперечины. Затем мы разделили разделы отчета между всеми, и каждый из нас разработал свои разделы. Наконец, мы все работали над редактированием и форматированием окончательного варианта отчета. Размышления Оглядываясь назад, можно сказать, что наша команда могла бы сделать несколько вещей, чтобы обеспечить более успешный мост. Прежде всего, на этапе строительства мы должны использовать больше клея на стыках.Ранний отказ нашего моста, скорее всего, произошел из-за этой ошибки. Однако есть несколько вещей, которые наша команда сделала хорошо. Этап проектирования и анализа был нашей особой сильной стороной. Каждый из нас выбрал немного другой мост для анализа после нашего

!

11!

первая встреча, потом собрались и сравнили результаты. Это обеспечило тщательное изучение возможных конструкций и привело к созданию эффективного моста с точки зрения требований к весу и нагрузке. Есть много переменных, которые мы могли бы исследовать, например, мы могли бы исследовать дизайн равнобедренного треугольника с большим количеством членов, и все же мы хорошо поработали, ограничив наши возможности, чтобы обеспечить точный анализ и сравнения.Мы также провели независимые расчеты тех же проектов, чтобы подтвердить наши результаты, которые вселили в нас уверенность в нашем окончательном проекте - во время анализа легко допустить небольшую ошибку, которая позже приведет к серьезной структурной проблеме во время сборки или тестирования. Кроме того, мы позаботились о том, чтобы все члены нашей команды были на одной странице, используя общий документ Google, тщательную переписку по электронной почте и текстовые сообщения, а также множество рисунков на бумаге и доске, на которые мы все могли ссылаться. Мы старались поровну участвовать в работе, но особенно тяжело стало в процессе строительства.Мы поняли, что работа будет выполняться легче и точнее, если один человек сосредоточится на разрезании кусков, а другой склеит суставы, оставив двух других членов команды без особого труда. Чтобы противостоять этому, мы пару раз поменялись ролями и отдали больше времени на написание отчета членам команды, которые не смогли помочь со строительством моста. Это сработало, и каждый участник составил определенные разделы отчета, и все мы вместе работали над редактированием и форматированием окончательной версии.

!

12!

Приложение А Предварительные проекты

!

13!

!

14!

!

15!

!

16!

!

17!

!

18!

Howe Bridge Design

!

19!

!

20!

!

21!

!

22!

Приложение Б Расчеты

!

23!

!

24!

!

25!

!

26!

!

27!

Приложение C Контрольный лист

!

28!

Что такое ферменный мост

Ферма - это серия отдельных элементов, действующих на растяжение или сжатие и действующих вместе как единое целое.На ферменных мостах на натяжной элемент действуют силы, тянущие наружу на его концах. Даже на «деревянном» мосту с фермами эти элементы часто представляют собой отдельные металлические детали, такие как стержни или стержни. Сжимающие силы сдвигаются или сжимаются вместе и являются более тяжелыми. Отдельные элементы образуют треугольный узор.

Один историк описывает ферменный мост следующим образом: «Ферма - это просто соединенный между собой каркас из балок, который удерживает что-то. Балки обычно расположены в повторяющемся треугольном узоре, поскольку треугольник не может быть искажен под действием напряжения.В ферменном мосту две длинные - обычно прямые части, известные как пояса - образуют верх и низ; они связаны паутиной вертикальных столбов и диагоналей. Мост поддерживается на концах опорами, а иногда и посередине опорами. Правильно спроектированная и построенная ферма будет распределять нагрузки по всей своей конструкции, позволяя мосту безопасно выдерживать собственный вес, вес транспортных средств, пересекающих его, и ветровые нагрузки. Ферма не поддерживает проезжую часть сверху, как подвесной мост, или снизу, как арочный мост; скорее, он делает проезжую часть жестче и прочнее, помогая ей выдерживать различные нагрузки, с которыми она сталкивается."(Эрик ДеЛони, Золотой век, изобретения и технологии, 1994).

Узор, образованный элементами в сочетании с распределением напряжений (растяжение и сжатие), создает фермы определенного типа, например фермы Уоррена или Пратта. Большинство типов фермы носят имя человека (лиц), разработавшего узор, например ферма Пратта, названная в честь Калеба и Томаса Пратта, запатентовавших ее в 1844 году. Например, появляется конфигурация или узор фермы Пратта и Хоу. идентичны (серия прямоугольников с крестиками), но диагонали Хау сжаты, а вертикали - растянуты.В случае с Праттом все наоборот.

Теоретически ферменный мост не содержал лишних элементов. Строители считали каждый член или элемент важным для функционирования фермы, хотя некоторые из них были важнее других. В то время как большинство ферм могут получить значительные повреждения и потерять поддержку некоторых элементов без разрушения, серьезное повреждение элемента может привести к обрушению моста.

Четыре оставшихся исторических крытых моста Теннесси используют один из трех типов ферм:

  • Kingpost (Крытый мост в парках
  • Квинпост (Крытый мост Гаррисберга и Крытый мост Библии
  • Хау (Крытый мост Элизабеттона)

Kingpost
Строители впервые разработали Kingpost как самый простой и самый ранний тип фермы.Контур состоял из двух диагоналей при сжатии и нижнего пояса при растяжении, которые вместе образовывали треугольную форму. Вертикальный стержень натяжения (названный Kingpost и отсюда происхождение названия фермы) разделил треугольник пополам. После середины 19 века в качестве натяжных стержней строители использовали металл (а не дерево). Строители обычно использовали ферму Kingpost для более коротких пролетов, примерно до 35 футов.

Queenpost
Queenpost, еще один ранний и базовый тип фермы, является разновидностью фермы Kingpost.Ферма Queenpost содержит два вертикальных элемента (а не один в Kingpost). Эти вертикальные элементы требуют использования верхнего пояса для их соединения. Эта компоновка образует трехпанельный пролет, в котором центральная прямоугольная область может иметь или не иметь пересекающиеся диагонали. Опять же, внешние элементы действуют на сжатие, а вертикальные стержни (деревянные или металлические) действуют на растяжение. Этот тип фермы может поддерживать пролеты до 70 футов.

Ферма Howe
Уильям Хоу запатентовал ферму Howe в 1840 году.Концевые диагонали соединяют верхние и нижние пояса, и все деревянные элементы действуют при сжатии. Каждая панель имеет диагональный деревянный сжимающий элемент и вертикальный металлический натяжной элемент, материал, который проводит растягивающие усилия лучше, чем дерево. Металлический натяжной элемент устранил тяжелый деревянный элемент и снизил вес собственной нагрузки, и строители могли легче соединять винты и гайки между железом и деревом, чем между деревянными элементами.