Главная » Потолка » Расчет металлической треугольной фермы онлайн. Программа - Расчет плоских ферм методом конечных элементов - файл n2.doc

Расчет металлической треугольной фермы онлайн. Программа - Расчет плоских ферм методом конечных элементов - файл n2.doc

К вопросу о расчете плоских ферм (приложение к дискуссии)

Расчет фермы на прочность по способу вырезаний узлов довольно громоздкий. Расчет состоит из таких этапов (по Леоненко Д. В.):
1. Определение реакций опор фермы путем составления уравнений равновесия относительно точек опор:

2. Поочередно вырезаются узлы, в которых сходятся пояса (верхний и нижний), стойки и раскосы решетки фермы. Проектируя усилия на координатные оси хоу определяют характер (сжатие или растяжение) и величину усилий в стойках, раскосах и поясах панелей фермы. Таких узлов для фермы с тремя стойками и двумя раскосами -восемь:

3. По полученным результатам расчетов строится опора продольных сил во всех элементах фермы. Исходя из эпюры сил переходят к расчету прочности элементов фермы и подбору сечений этих элементов. Следуя технологичности изготовления фермы, при выборе сечения элементов принимают за расчетное максимальное усилие (например, в нижнем растянутом поясефермы действуют усилия 425 кГс, 425 кГс, 550 кГс, 375 кГс, следовательно, в расчет берут 550 кГс). Используя классическую формулу,

определяют напряжение в элементах фермы или момент сопротивления профиля (W), если определены положения, с последующим выбором определенного профиля из сортамента профилей.

Этот расчет классический и может применяться для расчета ответственных ферм в строительстве.

Если возникает необходимость запроектировать молонагруженную ферму для укрытия или козырька входа, когда на ферму действует снеговая нагрузка, ветровая нагрузки и собственный вес, можно рассматривать ферму, как балку с разнесенным сечением и следовательно расчет существенно упрощается что ведет к значительной экономии средств в малых предприятиях занимающихся металлоконструкциями.

В качестве примера можно привести способ увеличения несущей способности балки путем рассечения ее по стойке с последующей сваркой частей балки со смещением в местах примыкания (см. схему).

Такой способ применяли для производства панелей покрытия и стеновых панелей при строительстве быстромонтируемых зданий производственного назначения.

Определяем величину увеличения несущей способности балки после ее рассечения и сварки.

Стандартный профиль балки №30.

Балка рассеченная, сварная

Видно, что момент сопротивления балки в 4,3 раза, а значит возросла ее несущая способность.

Рассмотрим упрощенный расчет фермы из профильных труб (нижний и верхний пояса), стойки и раскосы из листового проката или труб меньшего поперечного сечения:

Сечение фермы в точке приложения сечения силы: используем формулу для определения момента сопротивления относительно оси Х (сопромат, табл. 1, стр. 37).

Определив изгибающий момент от действия Р вычисляется напряжение в нижнем (растянутом) поясе формы.

- момент сопротивления сечения составил 510,6 см3.

Для сравнения момент сопротивления двутавровой балки №30е (ГОСТ 8239-56) составляет 518 см3 (сопромат, табл. 6, стр. 90).

Рассмотрим расчет фермы из круглих труб (нижний и верхний пояса), стойки и раскосы из листового материала (или профильного) проката:

Сечения фермы в точке приложения силы Р будет. Используем известную методику определения момента сопротивления сложного сечения.

Где I - момент инерции трубчатого сечения. (сопромат, стр. 55, таб.1)

y max - максимальное удаление поперечного сечения трубы от главной оси Х - Х.
(сопромат, стр. 21)

Определив изгибающий момент от действия силы Р, определим напряжение в нижнем (растянутом) поясе фермы.

Где - допускаемое напряжение для материала (Сталь 3)
Wx - момент сопротивления сечения составил 110,4 см3.

Для сравнения момент сопротивления двутавровой балки №22 (ГОСТ 8239-56) составляет 230 см3 (сопромат, табл. 6).

Рассмотрим расчет фермы из профильных труб прямоугольного сечения. Используем известную методику определения момента сопротивления сложного сечения.

Ткаченко Н.А. зам главного конструктора " ТОВ Стальмира "

Использованные источники
1. Г.С. Писаренко и др. Справочник по сопротивлению материалов. К. 1975г.
2. С.П. Фесик. Справочник по сопротивлению материалов. К. 1982г.
3. Д.В. Леоненко. Расчет плоских ферм. Б: 2006г.

17kb. 14.11.2002 23:29 скачать

n2.doc

Министерство общего и профессионального образования

Российской Федерации
Тверской Государственный Технический Университет

РАСЧЕТ ПЛОСКИХ ФЕРМ

МЕТОДОМ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Методические указания

по использованию программы "Ферма" для расчета плоских ферм

при выполнении курсового проекта

"Каркас одноэтажного производственного здания"

и расчету плоских ферм по методу конечных элементов

Тверь 2002 г
Ввод исходных данных.

1. Запустите программу "Ферма" файлом MkeFer.exe.

2. Все данные и результаты расчета представлены в единицах измерения системы СИ - силы в ньютонах "Н", линейные размеры в миллиметрах "мм" и сантиметрах "см".

3. Для начала работы следует выбрать пункт меню "Данные->Ввод основных данных".

В появившемся диалоговом окне (рис. 1) необходимо ввести следующие величины (см. также рис. 2):

Высоту фермы на опоре - H оп;

Высоту фермы по середине - H сер;

Пролет - L;

Количество панелей по верхнему поясу (длина панели на рис. 2 обозначена как L пан);

Тип опирания фермы (позже можно будет изменить);

Нажать кнопку "OK", после чего программой будут считаны исходные данные и на экране отображена графическая схема фермы с принятым направлением координатных осей X и Y (рис. 3).



Рис. 1. Диалоговое окно заполнения основных исходных данных с примером.	Рис. 2. Схемы фермы с обозначениями (справа вверху - со сжато-растянутой решеткой, справа внизу с растянутой решеткой).

Рис. 3. Графическая схема фермы.	Рис. 4. Диалоговое окно назначения площадей стержней фермы.

4. Далее необходимо задать площади всех стержней фермы. Выбрав пункт меню "Данные->Характеристики сечений", заполнить соответствующую таблицу и задать модуль упругости стали (рис. 4). Если стержней с одинаковой площадью достаточно много, то можно воспользоваться повторителем. На рис. 4 показан пример заполнения окон редактирования "От строки", "до строки" и "значение". Здесь после нажатия кнопки "Задать" для стержней от второго до шестого включительно будет вписано в таблице площадей значение 20 (см 2). Для завершения ввода характеристик сечений нажмите кнопку "ОК".

5. Ввод внешних сил производится после выбора пункта меню "Данные->Сосредоточенные силы". Для каждого узла задаются значения сил вдоль оси X и вдоль оси Y (рис. 5). Знак минус при величине силы указывает направление ее действия против соответствующей оси. Для ввода одинаковых величин также можно пользоваться повторителем (первый столбец - сила по X, второй - сила по Y).

6. При необходимости можно для каждого узла установить внешние связи соответствующие решаемой задаче. Выберете пункт меню "Данные->Внешние связи". В таблице диалогового окна (рис. 6) значение "0" означает отсутствие внешней связи по соответствующей оси, значение "1" - наличие линейной связи. Также можно пользоваться повторителем.
Расчет.

В программе "Ферма" определение перемещений узлов фермы реализовано методом конечных элементов.

1. Выполните расчет, выбрав пункт меню "Данные->Расчет". По окончании расчета вместе с графической схемой фермы будут отображены деформированная схема фермы, основные исходные данные и две таблицы - "Внешние усилия и перемещения узлов" и "Площади и усилия в элементах" (рис. 7).

Рис. 7. Окно программы (его часть) после расчета.

Примечания:

а) схема фермы отображается на экране черным цветом, на распечатке выводиться толстой черной линией. Деформированная схема отображается бирюзовым цветом на экране, на распечатке - тонкой серой линией;

б) номера узлов (на экране синим цветом) стоят в узлах, номера элементов (на экране красным цветом) стоят по центрам элементов;

В) растягивающее внутреннее усилие имеет знак "плюс", сжимающее - "минус". Положительное перемещение узла направлено вдоль оси (X или Y), отрицательное - против оси.
Вывод на принтер.

Для вывода результатов расчета на печать необходимо выбрать пункт меню "Файл->Печать..." и в появившемся диалоговом окне нажать кнопку "OK".

Просмотров