Стропильные сложные системы: Виды и схемы стропильных систем: устройство стропильной системы

Содержание

Виды и схемы стропильных систем: устройство стропильной системы

Крыша выполняет ряд важных функций по созданию достойных условий проживания вкупе с обеспечением внешней привлекательности. Вполне резонно ее считают значимой конструктивной составляющей здания. За формирование кровельной конструкции отвечает стропильный каркас. Он обязан стойко держать нагрузки, определять конфигурацию и сочетаться с экстерьером дома.

С решением поставленных задач способна справиться только грамотно подобранная основа крыши. Сделать правильный выбор значительно легче, если хозяину загородного поместья известны все возможные виды и схемы стропильных систем, понятна специфика их возведения и сфера применения.

Список обязанностей крыши не ограничивается лишь защитой от атмосферных воздействий. Хотя противостояние погодным явлениям в конкретной местности, вне сомнений, возглавляет внушительный перечень задач.

Крыша в качестве завершающего архитектурного штриха дополняет облик здания, придает ему стилистическую направленность или начисто лишает ее. Стропильная система как основа кровельной конструкции обязана отвечать всему спектру технических и эстетических требований, предъявляемых непосредственно к крыше.

Факторы выбора «костяка» крыши

Стропильная система – неоспоримая принадлежность скатных крыш, которая:

  • задает конфигурацию и крутизну;
  • удерживает финишное покрытие и компоненты кровельного пирога;
  • создает условия для безупречной работы элементов кровельной системы.

Выбор крыши в итоге сводится к определению идеального варианта стропильной системы, на который кроме личных предпочтений владельца дома влияют еще такие веские факторы как:

  • Количество зимних и летних осадков, характерное для местности, в которой запланировано строительство.
  • Сила и направление со скоростью ветров, преобладающих в регионе.
  • Желание хозяина использовать пространство под крышей для организации хозяйственных или жилых помещений.
  • Тип финишного кровельного покрытия.
  • Финансовые возможности собственника.

Климатические данные в немалой степени воздействуют на выбор крыши и устройство стропильной системы. В регионах с изобильным выпадением снега нецелесообразно возводить конструкции с незначительной крутизной, способствующей образованию снежных залежей. В районах с порывистыми ветрами наоборот предпочтительны обтекаемые и низко-скатные формы, которые сложно будет сорвать и унести мощному погодному явлению.

Понятно, что пологая конструкция не приспособлена к устройству в ней полезных помещений. Для желающих оборудовать пространство под кровлей есть стропильные системы, предназначенные для строительства в регионах с различной степенью ветровых нагрузок.

Если необходимости в использовании чердака не возникает, крышу сложной либо простой конфигурации можно построить без него. Вариантов масса, включая разнообразные комбинации базовых версий, ознакомление с которыми даст представление о сути строительства стропильной системы любого типа.

Для того чтобы не мучиться в догадках о наиболее рациональной форме и угле наклона скатной крыши, достаточно присмотреться к окружающим малоэтажным домам.

Проверенную на деле конфигурацию можно смело брать в качестве базового варианта, чтобы скорректировать и доработать его в соответствии с требованиями будущего владельца и техническими характеристиками кровельного покрытия. Если нет желания копировать соседей, стоит ознакомиться с конструктивной и эксплуатационной спецификой различных стропильных систем.

Базовые варианты стропильных систем

Скатную крышу упрощенно можно представить как совокупность скатов – плоскостей, по которым «скатывается» атмосферная вода. Скаты формируются ребрами стропильных ног – главных элементов стропильной системы. Классификация скатных крыш и соответствующих им стропильных систем производится в зависимости от количества и конфигурации скатов. Согласно обозначенным признакам в их рядах числятся:

  • Односкатные.     Крыши с одним скатом устраивают преимущественно над хозяйственными объектами, пристройками, верандами. Стропильные ноги односкатной системы опираются на две стенки или два ряда стоек. Одна из стенок или один ряд опор должен быть выше другого, чтобы по образованной стропилами плоскости могла без препятствий стекать вода.
  • Двускатные. Крыши с двумя прямоугольными скатами чаще всего встречаются на отечественных просторах. Стропильные ноги двускатных систем опираются на две стенки прямоугольной коробки дома. В классическом исполнении площадь обоих скатов равна, как и высота опорных стенок. Правда, нередкими стали проектные решения с различающимися по площади скатами и разными по высоте опорными стенками.
  • Вальмовые. Иначе называются четырехскатными, исходя из численности скатных плоскостей. Стропильные ноги вальмовой системы формируют пару трапециевидных и пару треугольных скатов. Стропила трапециевидных составляющих опираются на длинные стенки коробки, а треугольных собратьев – на короткие торцевые. В плане вальмовая крыша похожа на почтовый конверт.
    Эффектно смотрится, используется повсеместно. К четырехскатной категории относятся крыши с укороченными треугольными скатами, настойчиво рекомендованные для строительства в районах с высокой ветровой нагрузкой.
  • Шатровые. Крыша, которая состоит из сходящихся в одной вершине треугольных скатов. Минимальное количество скатов 4, верхний предел не ограничен. Стропила шатровой системы опираются на равные по высоте стенки или опоры. Шатровые конструкции предпочитают водружать над верандами и беседками. Вариации с крутизной шатровой крыши позволяют устраивать их в регионах с любой ветровой нагрузкой.
  • Ломаные. Именуются также мансардными, потому что именно ломаная технология позволяет создать максимально просторные помещения под кровлей. Стропильные ноги ломаных конструкций устанавливаются по аналогии с двускатными системами, но сооружаются в два яруса. Нижние стропилины опираются на стены обустраиваемой коробки, верхние на опоры нижнего яруса стропильного каркаса.

У перечисленных типажей крыш и стропильных конструкций есть многочисленные вариации на скатную тему. К примеру, двускатная крыша может иметь обычный фронтон-щипец с одного торца и вальму с противоположной стороны или дополняться односкатной конструкцией над крыльцом посредине основного ската.

При крестообразном объединении двух двускатных систем образуется сложно-составная крыша с четырьмя деревянными щипцами или каменными фронтонами. В обустройстве коробок Т-образной или Г-образной конфигурации зачастую участвует несколько видов стропильных систем одновременно. Верхний ярус ломаной крыши может быть построен по вальмовой технологии.

Стропильную конструкцию любой сложности можно представить как совокупность простых форм. Чтобы легче было разобраться в строительных хитросплетениях, объект лучше условно разбить на отдельные блоки. Они-то и подскажут, как возводить каждую из частей и соединять друг с другом перечисленные выше базовые типы стропильных каркасов.

Для того чтобы разобраться в изобильном разнообразии конструкций и в возможностях их компоновки, рассмотрим основные типы стропильных систем и соответствующие им схемы.

Вид #1 — односкатный стропильный каркас

Большинство односкатных крыш относится к разряду бесчердачных, потому что независимо от крутизны создаваемое ими пространство под крышей маловато по объему. Однако при желании соорудить строго горизонтальный потолок, перекрытие, отделяющее чердак от основных помещений, все же сооружают.

Схема односкатной стропильной системы зависит от величины пролета, который предстоит перекрыть единственным скатом:

  • Если расстояние между верхней и нижней опорой стропильной ноги меньше либо равно 4,5м, дополнительные подкосы и стойки не применяются.
  • Если величина пролета находится в интервале от 4,5м до 6м, возле высокой стенки укладывается лежень. В него упирают подкос — подстропильную ногу, обеспечивающую жесткость стропилины ближе к верхней части пролета.
  • Если предстоит перекрытие пролета от 6м до 9м, лежни укладываются с обеих сторон и в оба лежня упираются подстропильные ноги.

При необходимости перекрыть более значительный пролет, его делят на сектора с указанными выше расстояниями.

На границе смежных секторов устанавливают стойки под прогоны, а в пределах сектора устанавливают лежни и подкосы согласно описанным правилам. Для строительства в регионах с высокой ветровой активностью односкатные стропильные конструкции изнутри дополняют диагональными ветровыми связями.

В плане схема односкатного стропильного каркаса напоминает ряд параллельно уложенных балок. Крыша с одним скатом не слишком красива, но весьма экономна. Оптимальный угол наклона от 4º до 12º, не запрещен и больший уклон.

Конструкции с низкими скатами желательно оснащать сплошной обрешеткой и гидроизоляцией, что необязательно для крутых крыш. В качестве финишного покрытия лучше использовать мягкие виды кровли для низких сооружений, профлист или кровельный металл для обустройства конструкций по-круче.

Вид #2 — стропильные системы двухскатных крыш

Двускатные стропильные каркасы строят по ж/б перекрытиям и деревянным балкам, преимущественно с чердаками. У самого распространенного типа крыш огромное количество низких и высоких, утепленных и холодных модификаций.

В зависимости от архитектурных и технических условий объекта стропильные ноги, применяемые в устройстве двухскатных крыш, делятся на:

  • Наслонные. Это стропилины, имеющие под верхней и нижней пяткой прочную опору. Изготавливаются и устанавливаются они наподобие стропильных ног односкатных крыш. Сооружают наслонные стропильные системы над коробками, обладающими внутренней несущей стеной. Она нужна как опорная конструкция под коньковый прогон. Роль стены может играть ряд опорных стоек или колон. В простейшей наслонной схеме с пролетом до 5м верха стропилин опираются на прогон, который через опорные стойки опирается на лежень. Жесткость обеспечивают подкосы. Схемы для более солидных пролетов оснащаются схватками, бабками и дополнительными прогонами.
  • Висячие. Стропила висячего типа имеют только нижнюю опору, верхами они упираются друг в дружку. Элементы висячего стропильного каркаса сразу изготавливают в форме треугольника, благодаря чему можно отказаться от мауэрлата. Функцию мауэрлата в таких случаях доверяют основанию треугольника – затяжке, используемой для компенсации распора на крышу от веса снега, кровли и самой системы. Висячую технологию применяют в обустройстве небольших коробок, не имеющих внутренней опоры для конькового прогона. При необходимости перекрытия большепролетных сооружений висячая схема оснащается бабками-подвесками, подкосами, стяжками и др.

Сооружениям с двумя скатами рекомендована крутизна от 10º до 60º. Для финишной отделки можно использовать все известные виды штучных, рулонных и крупнолистовых покрытий.

В зависимости от технических характеристик кровли обрешетка устраивается сплошной или разреженной. Низкие скаты до 12º полностью покрываются водозащитным ковром, высокие – только в местах возможных протечек: вдоль карнизов, конька, ендов, вокруг труб и прочих кровельных проходов.

Вид #3 — вальмовая и полувальмовая система

Вальмовые, они же крыши «конвертом» от двухскатных сооружений отличаются тем, что место вертикальных щипцов-фронтонов в их конструкциях занято наклонными треугольными скатами — вальмами. Центральную часть крыши занимает стандартная двухскатная стропильная система, к которой под углом примыкают те самые вальмы.

Разнообразие в семействе вальмовых сооружений достигается путем вариаций с пропорциями. Изменяя соотношение длины конька к длине основания и высоте ската, можно получить конструкцию, отвечающую любым вкусовым и архитектурным запросам.

В строительстве стропильных каркасов для вальмовых крыш используются:

  • Наслонные или висячие стропильные фермы с соответствующими конструктивными элементами: лежнями, коньковыми прогонами, затяжками и т.д.
  • Диагональные стропилины, соединяющие вершины крайних стропильных ферм с углами коробки.
  • Накосные укороченные стропилины, формирующие наклонные скаты вальм и примыкающие к вальмам части основных скатов.

Вальмовые конструкции бывают чердачными и бесчердачными. Надо признаться, они не слишком подходят для организации помещений под крышей. Четыре наклонных ската серьезно ограничивают пространство. Однако для любителей мансардных домов есть датская разновидность с укороченной вальмой. Приверженцам нестандартной архитектуры наверняка понравится голландский тип, относящийся к категории под названием «полувальмовые крыши» наравне с датским вариантом.

Стропильные системы для крыш вальмовой и полувальмовой разновидности возводят с углом наклона от 10-12º до 60º. В безусловном приоритете классические пропорции крутизной 25-30º.

Кроме проходок, коньков и карнизных свесов в усиленной гидроизоляции нуждаются все выпуклые и вогнутые углы вальмовой конструкции. Непростая конфигурация скатов диктует применение штучных материалов в финишной отделке. При раскрое металлочерепицы и профлиста слишком много будет отходов.

Вид #4 — шатровая крыша

Простая четырехскатная шатровая конструкция представляет собой вальмовую крышу, лишенную коньковой части. Ее схема в плане напоминает квадрат с проходящими из угла в угол диагоналями. Треугольные скаты соединяются в одной вершине, что и делает крышу схожей с шатром. Строят шатровые крыши над коробками четкой прямоугольной или многоугольной формы.

В сооружении шатровых стропильных систем используются стандартные наслонные и висячие принципы:

  • Над коробкой с центральной опорой или несущей стеной возводится стропильная конструкция наслонной разновидности.
  • Над объектом без внутренней стены или опоры возводят каркас по висячему принципу.

Крутизна и количество скатов зависят от личных предпочтений будущего владельца. Идеальным кровельным покрытием для отделки треугольных скатов будет штучный материал, исключительно потому что при раскрое крупных листов остается внушительное количество отходов. Независимо от крутизны шатровые сооружения предпочитают оснащать сплошной обрешеткой и гидроизоляционным ковром.

Вид #5 — ломаная стропильная система

Стропильные каркасы для ломаных, т.е. мансардных крыш специально ориентированы на увеличение чердачного пространства с целью создания в нем бытовых или жилых помещений.

Ломаная технология преимущественно используется в строительстве чердачных крыш, которые могут быть холодными в дачных постройках и утепленными в домах постоянного проживания.

Каждый скат классической ломаной крыши условно можно разделить на две прямоугольные части, создающие между собой внешний угол. Необходимую форму получают посредством изменения размеров частей скатов, углов между ними и угла в коньковой зоне.

Стропильная система мансардного типа – один из наиболее сложных видов стропильных систем: схемы и чертежи ломаного каркаса знакомят с непростой структурой конструкции. Состоит она из двух взгромоздившихся друг на дружку ярусов:

  • Нижний ярус стропильных ног опирается через мауэрлат на балки деревянного перекрытия, ж/б плиты или потолочный брус деревянного дома. Для опирания верха стропилин устанавливают прогоны, которые также служат опорой для низа стропилин верхнего яруса. Стропилам нижней части ломаной крыши разрешено быть только наслонными.
  • Верхний ярус стропилин нижними пятками опирается на прогоны расположенного под ним яруса. Прогоны же служат основанием для укладки потолочных балок мансарды. В сооружении верхней части может использовать и наслонная, и висячая методика. Задача верхушки заключается только в формировании коньковой части, потому что обязанности по распределению кровельного пирога возложены на нижнюю часть мансардной крыши.

Угол наклона нижних и верхних частей скатов хозяин выбирает согласно собственным предпочтениям. Идеальной формой считают, если пять углов мансардной крыши пересекает воображаемая окружность. Сплошную или разреженную обрешетку устраивают в зависимости от типа кровельного покрытия, а ограничений по его выбору вообще не существует.

На более пологую верхнюю часть лучше монтировать сплошную обрешетку и гидроизоляцию. На крутой нижней части скатов осадки не задерживаются, зато ей угрожают шквальные ветры.

Чтобы исключить срыв ломаной крыши в местностях с частыми сильными ветрами каждую стропилину прикрепляют проволочной связкой к стене, а не через одну, как принято при фиксации обычных скатных крыш.

Советы эксперта:

Фото-подборка (слайдшоу):

Представленные схемы разных видов стропильных систем подходят для обустройства деревянного дома, кирпичной и пенобетонной коробки. Разница лишь в креплении мауэрлата по деревянным и каменным стенам. Сведения о базовых разновидностях стропильных поможет грамотно определиться с типом и конфигурацией крыши для загородной собственности.

Будьте в курсе!

Подпишитесь на новостную рассылку

Стропильные конструкции и сложные системы стропил

Для прочности и долговечности постройки большое значение имеет не только фундаментная часть, но и крыша, а именно её несущий каркас. Стропильная конструкция воспринимает не только вес покрытия крыши, но и различные нагрузки, которые возникают в результате погодных воздействий (влага от таяния снега и дождя, вес снега, ветровые нагрузки, град, перепады температур и т. п.). Чтобы эта конструктивная часть дома должным образом справлялась со своими задачами, стропильную систему необходимо правильно спроектировать и соорудить.

Конструктивные части системы

Конструируя стропильные системы, необходимо знать, из каких элементов они состоят, а также какие функции возлагаются на каждый из них:

  • Основанием всей стропильной конструкции можно считать мауэрлат. Это брус, который воспринимает нагрузку от стропил и всей крыши и, равномерно распределяя, передаёт её на стены дома.
  • Стропило или нога стропильная – это базовый элемент, формирующий скат крыши. Между стропилами прокладывается теплоизоляционный материал. К нему крепятся другие конструктивные слои крыши — обрешётка, гидроизоляция, пароизоляция, покрытие.
  • Прогон – это деталь для скрепления стропильных ног или для опирания некоторых конструктивных частей. Так, коньковый прогон или конёк фиксирует стропила в верхней части, не позволяя каждому из них отклоняться от вертикальной оси. На прогон можно опирать коньки нижних скатов, слуховых окон. В ломаной крыше боковые прогоны позволяют сформировать излом ската.
  • Затяжка нужна для соединения парных стропил в средней части с целью получения жёсткой конструкции.
  • Подкосы и стойки выполняют функции дополнительных опорных элементов для стропил. Фактически они делают стропила более устойчивыми. Стойки опираются на лежень – брус, который лежит в основании конструкции и проходит параллельно коньку.
  • Кобылка – это брус меньшего, чем у стропил, сечения, который крепится к низу стропильной ноги и нужен для формирования крышного карнизного свеса.
  • Конёк – это линия, по которой стыкуются два ската крыши. Конёк нужно особо тщательно защищать от протечек, а для усиления этой части в ней делается сплошная обрешётка.
  • Обрешётка – это система брусков или досок, которая набивается поперёк стропил с определённым шагом или сплошным слоем. Обрешётка служит опорой для кровельного покрытия и равномерно распределяет и передаёт нагрузку от покрытия и погодных воздействий на стропильную систему.
  • Свес крыши по фронтону нужен для защиты стен дома от осадков. Свес может формироваться за счёт выпуска брусков обрешётки за плоскость крыши или посредством укладки более длинного конька и прогонов.

В некоторых постройках могут использоваться не отдельные стропильные пары, а целые фермы. Стропильная ферма состоит из пары стропил, соединённых в нижней части растяжкой, стоек и подкосов. Такие фермы позволяют распределить нагрузку от крыши на внешние стены, то есть внутренние несущие стены не нужны (в противоположность случаям с использованием стоек, опирающихся на лежни). Шаг между фермами зависит от расчётов. Нижний пояс фермы является потолком чердачного помещения или верхнего этажа.

Требования

Популярная БК выпустила приложение, официально скачать 1xBet на Андроид можно перейдя по ссылке без регистрации и абсолютно бесплатно.

Все стропильные конструкции должны отвечать определённым требованиям, чтобы должным образом выполнять свои функции:

  1. Основные требования предъявляются к качеству используемой древесины. Обычно для каркаса крыши используется древесина хвойных пород с влажностью не более 15 %. Кроме этого, дерево должно соответствовать таким характеристикам:
  • Используется древесина 1-2 сорта с минимальным содержанием сучков. На каждый метр длины допустимо не более трёх сучков диаметром не более 30 мм.
  • Допускается наличие неглубоких трещин с длиной, не превышающей половину длины элемента.
  • Для изготовления несущих элементов используют брус толщиной как минимум 50 мм.
  • Максимальная длина хвойных досок составляет 6,5 м, а лиственных – 4,5 м.
  • Для изготовления прогонов и мауэрлата можно использовать древесину лиственных пород, но только твёрдых.
  • Все элементы обрабатываются антисептиками и антипиренами.
  1. Все места соединения должны быть максимально жёсткими и не подверженными деформациям. Готовая ферма – это жёсткий треугольник, который является основой всей конструкции и гарантией жёсткости и долговечности. Парные стропильные ноги обязательно соединяются затяжкой, чтобы добиться такого же жёсткого треугольника.
  2. Лёгкость. Важно учитывать, что крыша может разрушиться и деформироваться под собственным весом. Именно поэтому для обустройства стропильной системы используют древесину, которая отличается прочностью и лёгкостью. Однако длинный брус большого сечения может прогнуться под собственной тяжестью, поэтому в некоторых случаях вместо него лучше использовать металлический прогон или ферму.

Внимание! В местах стыковки деревянных элементов крыши с кладкой стен нужно использовать гидроизоляцию для защиты древесины.

Разновидности и отличия стропильных систем

Конструкция стропильной системы может быть наслонной или висячей и подбирается в зависимости от конструктивных особенностей постройки. Также есть комбинированная разновидность, в которой присутствуют оба типа систем. Отличия между висячей и наслонной системой состоят в расположении стропил относительно стен дома.

Наслонная система

Если в доме есть внутренние несущие стены, то обычно используют наслонную систему. Она проще монтируется, поскольку несущие стены внутри дома будут служить дополнительной опорой элементам стропильной конструкции. В отличие от висячей системы в наслонной не используются затяжки, также только здесь можно использовать скользящее соединение стропил с мауэрлатом.

Стоит знать: ещё одно преимущество наслонной системы состоит в экономии материала. Для её изготовления потребуется меньше древесины.

Стропила в такой системе фиксируются на коньке, который и является основной опорной точкой для них. Безраспорная разновидность наслонной конструкции может быть трёх видов:

  1. Верхний край стропил крепится к коньку, а нижний край закрепляется врубкой в мауэрлат. Для дополнительной фиксации нижний край стропил крепится к стене дома скобами или проволокой.
  2. Верхний край стропильных ног подрезается под необходимым углом, и парные элементы соединяются друг с другом посредством металлических пластин. Нижний их край крепится к брусу мауэрлата подвижным соединением.
  3. В последнем варианте для соединения парных стропил в верхней точке используются доски или бруски, которые набиваются горизонтально с двух сторон стропильной пары, наподобие затяжки. Между двумя парами горизонтальных затяжек и защемляется прогон. Внизу используется скользящее соединение с мауэрлатом.

Важно! Скользящее соединение стропил с мауэрлатом позволяет избежать деформации всей конструкции крыши в случае усадки строения. Также несущие стены избавляются от излишнего напряжения.

В комбинированной системе используются наслонные стропила и распорная система, которая характерна только для висячих стропил. В этом случае нижний край стропильной ноги жёстко соединяется с мауэрлатом, а между собой стропильная пара соединяется затяжками и подкосами.

Висячая система

Висячая конструкция стропил подходит для зданий, у которых нет внутренних несущих стен.  При этом расстояние между внешними несущими стенами может быть в пределах 6-11 м. В такой ситуации вся конструкция стропил крыши опирается на внешние стены и обеспечивает большую распорную нагрузку. Именно поэтому для ослабления напряжения в стенах в такой системе используются горизонтальные затяжки. По сути, это ригели, которые стягивают стропильные пары, формируя жёсткий треугольник.

Затяжку можно установить в любой части стропил. Если это сделать посередине, то можно получить потолок мансардного этажа или чердака. Если ригель затяжки установить в нижней части стропильной пары, то он будет одновременно выполнять функции балок чердачного перекрытия.

Выбор стропильной системы по форме крыши

У крыши может быть разное количество скатов, которые соединяются разными способами. Именно поэтому для каждой формы крыши используется своя каркасная система. И главный элемент в ней – стропильная нога. Существуют такие конструкции крыш:

  • односкатная и двускатная;
  • плоская;
  • четырёхскатная или вальмовая;
  • многощипцовая;
  • полувальмовая и вальмовая;
  • шатровая;
  • мансардная;
  • сложные крыши.

Рассмотрим подробнее самые распространённые варианты крыш и их стропильную систему.

Односкатная

В такой крыше только один скат, расположенный под уклоном. Если разрыв между несущими стенами разной высоты не более 6 м, и они выполнены из бетона или кирпича, то стропила можно опирать прямо на стены. Если стены находятся на расстоянии более 6 м, то используются дополнительные подпорные стойки.

Такую систему можно использовать и на стенах одинаковой высоты, приподняв один скат на подпорных стойках, установленных на одной из наружных несущих стен. В составе такой стропильной системы должны быть следующие элементы:

  • стропило;
  • подкос для поддержки длинной стропильной ноги;
  • подпорка в качестве опоры для стропил;
  • конёк для опоры верхнего края стропильных ног;
  • лежень нужен для фиксации подкоса и передней стойки;
  • мауэрлат для фиксации нижнего края стропильной ноги методом врубки.

Двускатная крыша

Этот вариант обычно применяется в частном домостроении. Такая крыша может быть с наслонной или висячей системой, установленной над ж/б перекрытием или деревянными балками. Стропильные пары опираются на наружные несущие стены с одинаковой высотой. При этом скаты могут быть одинаковой или разной длины и угла наклона.

При двускатной крыше две стены дома имеют фронтоны, которые могут быть выполнены из того же материала, что и стены или из брусков и обшиты досками. Если пространство под крышей будет жилым, то используется минимальное количество стоек и распорок. Обычно в этом случае используются затяжки на верхнем отрезке стропильной пары, которые будут выполнять функции потолка мансардного этажа. Стойки устанавливаются как можно ближе к низу стропил и служат основанием для обшивки стен мансарды.

5.6: Методы анализа ферм

  1. Последнее обновление
  2. Сохранить как PDF
  • Идентификатор страницы
    42966
    • Рене Альдерлистен
    • Делфтский технологический университет через TU Delft Open

    Существует несколько методов анализа ферм, но наиболее распространены два метода: метод соединения и метод сечения (или момента).

    5.6.1 Соглашение о знаках

    При расчете ферм отрицательная осевая сила на стержне означает, что элемент или соединения на обоих концах элемента испытывают сжатие, а положительное значение осевой силы на стержне указывает на то, что элемент или соединения на обоих концах элемента находятся в состоянии растяжения.

    5.6.2 Анализ ферм методом соединения

    Этот метод основан на том принципе, что если структурная система представляет собой тело, находящееся в равновесии, то любое соединение в этой системе также находится в равновесии и, таким образом, может быть выделено из всей системы и проанализировано с использованием условий равновесия. Метод соединения включает в себя последовательную изоляцию каждого соединения в ферменной системе и определение осевых сил в элементах, встречающихся в соединении, путем применения уравнений равновесия. Подробная процедура анализа этим методом изложена ниже.

    Процедура анализа

    • Проверьте устойчивость и определенность конструкции. Если ферма устойчива и детерминирована, переходите к следующему шагу.

    •Определить опорные реакции в ферме.

    •Определить элементы нулевой силы в системе. Это неизмеримо сократит вычислительные усилия, связанные с анализом.

    •Выберите соединение для анализа. Ни в коем случае в анализируемом соединении не должно быть более двух неизвестных сил стержня.

    • Начертите изолированную диаграмму свободного тела выбранного соединения и обозначьте осевые силы во всех элементах, встречающихся в соединении, как растягивающие (т.е. отрывающие от соединения). Если это первоначальное допущение неверно, определенная осевая сила стержня при анализе будет отрицательной, что означает, что стержень находится в состоянии сжатия, а не растяжения.

    • Примените два уравнения \(\Sigma F_{X}=0\) и \(\Sigma F_{Y}=0\) для определения осевых усилий стержня.

    •Продолжить анализ, перейдя к следующему соединению с двумя или меньшим числом неизвестных сил-членов.

    Пример 5. 2

    Используя метод соединения, определите осевую силу в каждом элементе фермы, показанной на рис. 5.10а.

    \(рис. 5.10\). Ферма.

    Решение

    Реакции поддержки. Применяя уравнения статического равновесия к диаграмме свободного тела, показанной на рис. 5.10b, опорные реакции можно определить следующим образом:

    \(\begin{array}{ll}
    +\curvearrowleft \sum M_{A} =0 \\
    20(4)-12(3)+(8) C_{y}=0 \\
    C_{y}=-5,5 \mathrm{кН} & C_{y}=5,5 \mathrm{кН } \стрелка вниз\\
    +\стрелка вверх \сумма F_{y}=0 \\
    A_{y}-5,5+20=0 \\
    A_{y}=-14,5 \mathrm{кН} & A_{y}=14,5 \mathrm{ кН} \downarrow \\
    +\rightarrow \sum F_{x}=0 \\
    -A_{x}+12=0 \\
    A_{x}=12 \mathrm{kN} & A_{x}= 12 \mathrm{кН} \leftarrow \\
    \end{array}\)

    Анализ соединений. Анализ начинается с выбора соединения, которое имеет две или меньше неизвестных сил стержня. Диаграмма свободного тела фермы покажет, что соединения \(A\) и \(B\) удовлетворяют этому требованию. Чтобы определить осевые усилия в элементах, встречающихся в стыке \(A\), сначала изолируйте соединение от фермы и обозначьте осевые усилия элементов как \(F_{A B}\) и \(F_{A D}\) 9{\circ}=-7,34 \mathrm{кН}
    \end{массив}\)

    После завершения анализа соединения \(A\) , соединения \(B\) или \(D\) можно проанализировать, так как есть только две неизвестные силы.

    Анализ соединения \(D\).

    \(\begin{array}{l}
    +\стрелка вверх \sum F_{y}=0 \\
    F_{DB}=0 \\
    +\стрелка вправо \sum F_{x}=0 \\
    -F_{D A}+F_{D C}=0 \\
    F_{D C}=F_{D A}=-7,34 \mathrm{kN}
    \end{array}\)

    Анализ соединения \(B \).

    \(\begin{array}{l}
    +\rightarrow \sum F_{x}=0 \\
    -F_{BA} \sin 53.13+F_{BC} \sin 53.13+15=0 \\
    F_{B C} \sin 53.13=-15+24.17 \sin 53.13= \\
    F_{BC}=5.42 \mathrm{кН}
    \end{массив}\)

    5.6.3 Члены Zero Force

    Анализ сложной фермы можно значительно упростить, если сначала определить «элементы с нулевой силой». Элемент с нулевой силой — это элемент, который не подвергается какой-либо осевой нагрузке. Иногда такие элементы вводят в систему ферм, чтобы предотвратить коробление и вибрацию других элементов. Конструкции ферменных элементов, приводящие к элементам нулевой силы, перечислены ниже:

    1. Если существует неколлинеарность между двумя элементами, встречающимися в стыке, на который не действует никакая внешняя сила, то эти два элемента являются элементами с нулевой силой (см. рис. 5.11а).

    2. Если три элемента встречаются в стыке без внешней силы, а два из них лежат на одной прямой, третий элемент является элементом с нулевой силой (см. рис. 5.11b).

    3. Если два стержня встречаются в стыке, и сила, приложенная к стыку, параллельна одному стержню и перпендикулярна другому, то стержень, перпендикулярный приложенной силе, является элементом с нулевой силой (см. рис. 5.11c).

    \(рис. 5.11\). Члены нулевой силы.

    5.6.4 Анализ ферм методом раздела

    Иногда определение осевой силы в конкретных элементах ферменной системы методом соединения может быть очень трудоемким и громоздким, особенно когда система состоит из нескольких элементов. В таких случаях использование метода сечения может сэкономить время и поэтому предпочтительнее. Этот метод включает в себя прохождение воображаемого сечения через ферму так, чтобы оно делило систему на две части и прорезало элементы, осевые усилия которых желательны. Осевые силы стержня затем определяются с использованием условий равновесия. Подробная процедура анализа этим методом представлена ​​ниже.

    Процедура анализа ферм методом раздела

    •Проверьте устойчивость и определенность конструкции. Если ферма устойчива и детерминирована, переходите к следующему шагу.

    •Определить опорные реакции в ферме.

    • Сделайте воображаемый разрез в конструкции так, чтобы он включал элементы, осевые усилия которых нужны. Воображаемый разрез делит ферму на две части.

    • Прилагайте усилия к каждой части фермы, чтобы удерживать ее в равновесии.

    • Выберите любую часть фермы для определения сил стержня.

    • Применение условий равновесия для определения осевых усилий стержня.

    Пример 5.3

    Методом сечения определите осевые усилия в элементах \(CD\), \(CG\) и \(HG\) фермы, показанной на рис. 5.12а.

    \(рис. 5.12\). Ферма.

    Решение

    Реакции поддержки. Применяя уравнения статического равновесия к диаграмме свободного тела на рис. 5.12b, опорные реакции можно определить следующим образом:

    \(\begin{array}{l}
    A_{y}=F_{y}=\frac{160}{2}=80 \mathrm{кН} \\
    +\стрелка вправо \Sigma F_{x} =0 \quad A_{x}=0
    \end{array}\)

    Анализ методом сечения. Во-первых, воображаемое сечение проходит через ферму так, чтобы оно пересекало элементы \(CD\), \(CG\) и \(HG\) и делило ферму на две части, как показано на рис. 5.12c и рис. 5.12г. Все силы, воздействующие на стержень, обозначаются как силы растяжения (т. е. отрыв от соединения). Если это первоначальное предположение неверно, расчетные силы на стержнях будут отрицательными, что указывает на то, что они сжимаются. Любая из двух частей может быть использована для анализа. Левая часть будет использоваться для определения сил стержня в этом примере. Применяя уравнение равновесия к левому сегменту фермы, осевые силы в элементах можно определить следующим образом:

    Осевая сила в стержне \(CD\). Чтобы определить осевую силу в стержне \(CD\) , , найдите момент относительно соединения в ферме, где только \(CD\) будет иметь момент относительно этого соединения, а все остальные разрезанные элементы не будут иметь момента. Внимательное рассмотрение покажет, что соединение, удовлетворяющее этому требованию, является соединением \(G\). Таким образом, взятие момента около \(G\) предполагает следующее:

    \(\begin{array}{l}
    +\curvearrowleft \sum M_{G}=0 \\
    -80(6)+80( 3)-F_{C D}(3)=0 \\
    F_{C D}=-80 \mathrm{кН} и 80 \mathrm{кН} (C)
    \end{массив}\)

    Осевая сила в стержне \(HG\).

    \(\begin{array}{l}
    +\curvearrowleft \sum M_{C}=0 \\
    -80(3)+F_{H G}(3)=0 \\
    F_{H G}= 80 \mathrm{kN} & 80 \mathrm{kN} (T)
    \end{array}\)

    Осевая сила в стержне \(CG\). Осевая сила в стержне \(CG\) определяется с учетом вертикального равновесия левой части. Таким образом,

    \(\begin{array}{l}
    +\uparrow \sum F_{y}=0 \\ 9{\circ}=0 \\
    F_{C G}=0
    \end{массив}\)

    Резюме главы

    Внутренние силы в плоских фермах: Фермы представляют собой конструктивные системы, состоящие из прямых и гибких элементов, соединенных на концах. Допущения при расчете плоских ферм включают следующее:

    1.Элементы ферм соединены на концах безфрикционными штифтами.

    2. Стержни прямые и подвергаются осевым нагрузкам.

    3. Деформации элементов малы и пренебрежимо малы.

    4. Нагрузки в фермах действуют только на их соединения.

    Элементы фермы могут подвергаться осевому сжатию или осевому растяжению. Осевое сжатие элементов всегда считается отрицательным, а осевое растяжение всегда считается положительным.

    Фермы могут быть внешне или внутренне определенными или неопределенными. Внешне детерминированные фермы — это фермы, неизвестные внешние реакции которых можно определить, используя только уравнение статического равновесия. Внешне неопределенными называют фермы, внешняя неизвестная реакция которых не может быть полностью определена с помощью уравнений равновесия. Для определения числа неизвестных реакций, превышающих уравнение равновесия неопределенных ферм, необходимо составить дополнительные уравнения, исходя из совместимости частей системы. Внутренне определенные фермы — это фермы, элементы которых расположены таким образом, что образуется ровно столько треугольных ячеек, чтобы предотвратить геометрическую нестабильность системы.

    Формулировка устойчивости и определенности в фермах следующая:

    \(\begin{array}{l}
    m+r<2 j \quad \text { конструкция статически неустойчива } \\
    m+r=2 j \quad \text { конструкция детерминирована } \\
    m +r>2 j \quad \text { структура не определена }
    \end{массив}\)

    Методы анализа ферм: Двумя распространенными методами расчета ферм являются метод соединения и метод сечения (или момента).

    Метод соединения : Этот метод включает изоляцию каждого соединения фермы и учет равновесия соединения при определении осевой силы элемента. Два уравнения, используемые для определения осевых сил стержня, это \(\Sigma F_{X}=0\) и \(\Sigma F_{y}=0\). Соединения изолируют последовательно для анализа, исходя из того принципа, что количество осевых сил неизвестного стержня никогда не должно быть больше двух в рассматриваемом соединении в плоском доверии.

    Метод сечения: Этот метод включает в себя прохождение воображаемого сечения через ферму, чтобы разделить ее на две части. Силы стержня определяются с учетом равновесия части фермы по обе стороны от сечения. Этот метод удобен, когда требуются осевые усилия в определенных элементах в ферме с несколькими элементами.

    Практические задачи

    5.1 Классифицируйте фермы, показанные на рис. P5.1a–рис. P5.1r.

    \(Рис. П5.1\). Классификация ферм.

    5.2 Определите усилие в каждом элементе ферм, показанных на рис. P5.2–рис. P5.12, используя метод соединения.

    \(Рис. П5.2\). Ферма.

    \(Рис. П5.3\). Ферма.

    \(Рис. П5.4\). Ферма.

    \(Рис. П5.5\). Ферма.

    \(Рис. П5.6\). Ферма.

    \(Рис. П5.7\). Ферма.

    \(Рис. П5.8\). Ферма.

    \(Рис. П5.9\). Ферма.

    \(Рис. П5.10\). Ферма.

    \(Рис. П5.11\). Ферма.

    \(рис. 5.12\). Ферма.

    5.3 Используя метод сечения, определите усилия в элементах, обозначенных X, ферм, показанных на рис. P5.13–P5.19.

    \(Рис. П5.13\). Ферма.

    \(Рис. П5.14\). Ферма.

    \(рис. П5.15\). Ферма.

    \(рис. П5.16\). Ферма.

    \(Рис. П5.17\). Ферма.

    \(Рис. П5.18\). Ферма.

    \(рис. П5.19\). Ферма.

    Эта страница под названием 5.6: Methods of Truss Analysis распространяется под лицензией CC BY-NC-SA 4.0 и была создана, изменена и/или курирована Рене Альдерлистеном (TU Delft Open) через исходное содержимое, отредактированное в соответствии со стилем и стандарты платформы LibreTexts; подробная история редактирования доступна по запросу.

    1. Наверх
      • Была ли эта статья полезной?
      1. Тип изделия
        Раздел или Страница
        Автор
        Рене Альдерлистен
        Лицензия
        CC BY-NC-SA
        Версия лицензии
        4,0
        Показать оглавление
        нет
      2. Теги
        1. источник@https://textbooks.open.tudelft.nl/textbooks/catalog/book/15

      Что такое ферма?, Строительство фермы

      Серия испытаний

      Автор: Айна Парашер|Обновлено: 3 августа 2022 г.

      0 upvote0 comment

      поделиться

      Ферма позволяет нам создавать прочные и долговечные конструкции с эффективным и экономичным использованием материалов. Ферма — это конструкция, состоящая из элементов, собранных в соединенные треугольники, так что вся сборка ведет себя как единый объект. Фермы чаще всего используются в мостах, крышах и башнях.

      Когда элементы фермы лежат по существу в одной плоскости, такой тип фермы называется плоской фермой. Когда элементы фермы лежат трехмерно, ферма называется пространственной фермой. Фермы состоят из треугольных элементов, состоящих из прямых элементов. Концы этих элементов соединяются в стыках. Они могут нести значительные нагрузки, передавая их на несущие конструкции.

      Загрузить формулы для GATE Civil Engineering – расчет конструкций

      Содержание

      • 1. Что такое ферма?
      • 2. Типы ферм
      • 3. Что такое идеальная, несовершенная и избыточная ферма?
      • 4. Типы ферм, основанные на детерминированности
      • 5. Статически определяемые фермы
      • 6. Статически неопределимые фермы
      • 7. Элементы нулевой силы
      • 8. Допущения при анализе ферм внутренних и графических обозначений
        • 9.0003 Сил
      • 10. Метод расчета фермы
      • 11. Метод соединения
      • 12. Метод сечения

      Читать статью полностью

      Что такое ферма?

      Ферма представляет собой конструкцию, состоящую из прямых элементов, расположенных в виде соединенных треугольников, так что вся сборка образует устойчивую конструкцию. В ферме прямые элементы соединяются в соединениях, называемых узлами, и предполагается, что все силы и реакции действуют только в этих узлах. Следовательно, элементы фермы подвергаются осевым нагрузкам (растягивающим и сжимающим) без изгиба.

      Ферма является статически определимой, если все ее составляющие силы могут быть рассчитаны с использованием только уравнений равновесия. В противном случае оно статически неопределимо.

      Загрузить формулы для GATE Civil Engineering — механика жидкости

      Типы ферм

      Существуют различные типы ферм. Различные конструкции несут нагрузку по-разному. Элементы этих ферм расположены в одной плоскости, они называются планарными фермами, и мы можем анализировать их как двумерные конструкции. Ниже приведены различные типы ферм: —

      • Fink Roof Fruss
      • Фульса для крыши вентилятора
      • King Post Truss
      • Howe Roof Truss
      • Pratt Roof Frus Мостовая ферма
      • Балтиморская мостовая ферма
      • K Мостовая ферма

      Загрузить формулы для GATE Civil Engineering — Environmental Engineering

      Что такое идеальная, несовершенная и избыточная ферма?

      Эффективная или идеальная ферма

      Если количество элементов в ферме достаточно для предотвращения деформации ее формы при внешней нагрузке, такая ферма называется идеальной фермой. Идеальная ферма удовлетворяет уравнению m = 2j-3, где j — количество соединений, а m — количество элементов.


      Неполноценная, разборная или несовершенная ферма

      Если количество элементов меньше 2j — 3, ферма считается неполноценной. Это несовершенная ферма. Ее еще называют разборной фермой, так как под действием разборных сил ферма имеет тенденцию разрушаться.


      Резервная ферма

      Несовершенная ферма, в которой количество элементов превышает 2j-3, называется резервной фермой .
      2 силовых элемента — Элемент фермы является двухсиловым элементом. Здесь силы коллинеарны; следовательно, элемент фермы будет испытывать растяжение или сжатие.

      Типы ферм на основе детерминации

      Если количество неизвестных сил (реакций и внутренних сил) данной конструкции равно уравнениям равновесия, конструкция называется детерминированной. Определенность бывает двух типов; один — внутренняя неопределенность, другой — внешняя неопределенность.

      • Статически определяемая ферма
      • Статически неопределимая ферма

      Если можно определить реакции, силы и внутренние силы в элементах фермы с помощью уравнения равновесия, такая ферма называется статически определяемой фермой. Чтобы спроектировать или проанализировать ферму, важно определить силу в каждом элементе. Основная цель — проверить, могут ли элементы выдерживать приложенные нагрузки без разрушения. Ферма считается статически определимой, если все ее опорные реакции и силы стержня могут быть найдены с использованием только уравнений равновесия. Чтобы плоская ферма была статически определимой, количество элементов, добавляемых к числу опорных реакций, не должно превышать количество соединений, умноженное на 2. Это условие такое же, как и то, что использовалось ранее в качестве критерия устойчивости.

      Допущения:

      При решении задач о статически определимых фермах мы учитываем некоторые допущения, такие как: элементы подвергаются воздействию только осевых сил (сжатие или растяжение), поперечная сила и изгибающий момент не учитываются, собственный вес элементов игнорируется. , Стержни предполагаются линейными, Все соединения гладкие, шарниры без трения, Нагрузки и реакции будут действовать прямо или косвенно только на соединения.

      Степень статической неопределенности
      1. D S = m + r e – 2 j
        where, D S = Degree of static indeterminacy m = Number of members, r e = Total external reactions, j = Total number of joints
      2. D S = 0 ⇒ Truss is determinate
        If D se = + 1 D si = –1 then D S = 0 в указанной точке.
      3. D S > 0 ⇒ Ферма не определена.

      Если невозможно определить силы реакции и внутренние силы элементов фермы с помощью уравнений равновесия, такая конструкция называется статически неопределимой. Он определяется как структуры, которые не могут быть проанализированы статически с использованием только уравнений равновесия (статика). Эти структуры указывают на то, что существует как минимум на одну неизвестную силу больше, чем уравнений равновесия, а это означает, что сумма сил и моментов в каждом направлении равна нулю.

      В двумерных структурах есть три уравнения равновесия. Статически неопределимые конструкции анализируются методом силы или методом смещения. В методе Сил избыточные силы рассматриваются как неизвестные. В методе смещения перемещения рассматриваются как неизвестные.

      Элементы Zero Force

      Некоторые элементы не несут никакой нагрузки. Они известны как члены Zero Force. Существуют разные способы найти эти члены с нулевой силой. Цель Zero Force Members — обеспечить устойчивость конструкции и избежать поломки из-за непредвиденных нагрузок. Некоторые из способов:

      1. В шарнирном соединении, если число элементов равно трем и два элемента находятся на одной линии, сила в третьем элементе равна нулю. (Нет нагрузки, Нет реакции в соединении)
      2. В штифтовом соединении, если число стержней равно 2 и они находятся на разных линиях, то сила на обоих стержнях равна нулю. (Нет нагрузки, в этом соединении не должно быть реакции)
      Элемент фермы, не воспринимающий силы

      (i) M 1 , M 2 , M 3 meet at a joint

      M 1 M 2 are collinear

      ⇒ M 3 carries zero force

      where M 1 , M 2 , M 3

      представляет участника.

      (ii) M 1 M 2 неколлинеарны и F доб.0084 несут нулевую силу.

      Допущения при анализе фермы

      Анализ фермы обычно представляет собой сложный процесс. Нам нужно упростить такой процесс. Физически невозможно, чтобы все эти условия в точности выполнялись в реальной ферме. Поэтому идеальную ферму, в которой предполагаются эти идеализированные условия, называют идеальной.

      При расчете ферм мы делаем некоторые допущения, которые значительно упрощают процесс. Некоторые предположения заключаются в следующем:

      • Стержни соединены между собой только на своих концах.
      • Стержни соединяются в местах соединения штифтом без трения.
      • Нагрузки должны прилагаться только к соединениям.
      • Собственным весом элемента можно пренебречь.
      • Члены должны быть прямыми.
      • Штифтовое соединение может представлять все соединения в конструкции, т. е. эти элементы могут свободно вращаться в соединениях.
      • Элементы фермы жестко соединены с помощью косынки.
      • Нагрузки действуют только на соединения фермы. Нагрузки никогда не воздействуют на середину стержня, так как все соединения закреплены штифтами, а стержни не могут воспринимать изгибающий момент; они могут нести только осевые нагрузки.
      • Каждый член должен быть в равновесии. Следовательно, силы, действующие на каждом конце стержня, должны быть равными и противоположными.

      При расчете ферм мы будем использовать положительный знак для растягивающей силы и отрицательный знак для сжимающей силы. В дополнение к этому графическое представление направления внутренних сил описывается следующим образом –

      • Если направление силы от сустава, то это означает, что сила в элементе является растягивающей.
      • Если сила направлена ​​к суставу, то это означает, что сила в элементе сжимающая.

      Метод анализа ферм

      Анализ ферм можно выполнять различными методами. При проектировании ферм важно знать силы, действующие на каждый элемент фермы, чтобы спроектировать ее в соответствии с коэффициентом безопасности. Двумя широко используемыми методами анализа ферм являются:

      • Метод соединения
      • Метод раздела

      Метод соединений

      Метод соединений используется для нахождения неизвестных сил, действующих на элементы фермы. Метод стыков обычно является самым быстрым и удобным способом обнаружения неизвестных сил в конструкции фермы. Равновесие сустава рассматривается в методе суставов. Ниже приведены шаги, которые необходимо выполнить, чтобы использовать этот метод.

      1. Нарисуйте произвольную диаграмму тела фермы и определите силы реакции. Используйте уравнения равновесия для расчета силы реакции.
      2. Нарисуйте FBD каждого соединения и определите внутренние силы. (Неизвестные силы находятся с помощью уравнений равновесия.) Сила будет действовать в направлении от соединения для растянутых элементов, а для сжатых элементов сила будет действовать в направлении соединения.

      FBD

      Пример:

      Уравновешивание горизонтальных сил.

      ∑F x = 0, H A = 0

      Равновесие вертикальных сил

      ∑F y = 0

      F A + F E = 20kN

      M C = 0

      dF A = dF E

      F A = 10kN

      F E = 10 кН

      Найти усилие в каждом суставе.

      – Соединение A

      F AB = -10/Sin 60 = –11,5 кН

      F AC = F AB Cos 60 = – 5,75 кН 9003 соединение.

      Недостатки метода соединений

      Чтобы найти силы в любом внутреннем элементе, мы должны найти силы в предшествующих элементах. Таким образом, метод суставов является длительным методом. Следовательно, это метод принятия времени. Еще одним недостатком этого метода является то, что если количество членов больше двух, то этот метод не подходит.

      Метод сечений

      Равновесие конструкции рассматривается в методе сечений. В этом методе нам нужно передать сечение через выбранный нами элемент. Секция может разделить всю конструкцию на две отдельные части. Предпочтительно, чтобы секция проходила через три члена. Это эффективный по времени метод, поскольку нет необходимости находить силу в предыдущем элементе, чтобы найти силу в любом выбранном внутреннем элементе. Секция может быть горизонтальной, наклонной или вертикальной. Ниже приведены шаги, которые необходимо выполнить, чтобы использовать этот метод.

      1. Нарисуйте произвольную диаграмму тела фермы и определите силы реакции. Используйте уравнения равновесия для расчета силы реакции.
      2. Разрежьте ферму по интересующим элементам.
      3. Примените уравнения равновесия для решения внутренних сил.

      Часто задаваемые вопросы о ферме

      • Что такое ферма?

        Каркас состоит из прямых элементов, соединенных на концах, образуя структуру, известную как ферма. Ферма поддерживает подвижную или стационарную нагрузку. Опоры крыши, мосты и другие подобные конструкции являются одними из распространенных примеров ферм.

      • Какой метод лучше всего подходит для расчета статически определимой фермы, когда необходимо найти силу во всех элементах?

        Чтобы найти силу в любом выбранном внутреннем члене, мы должны найти силы в предшествующих членах. Поэтому этот метод подходит, когда нужно найти силы во всех элементах конструкции. Итак, наиболее подходящим методом является метод суставов.

      • Какой метод лучше всего подходит, когда ферма имеет много стержней, но интерес представляет только анализ нескольких конкретных стержней?

        Чтобы найти или проанализировать несколько конкретных членов. Метод сечения является наиболее подходящим методом, так как нет необходимости находить силы в предыдущих элементах. Равновесие конструкции рассматривается в методе сечений. В этом методе нам нужно передать сечение через выбранный нами элемент. Секция может разделить всю конструкцию на две отдельные части.

      • Какие бывают типы ферменных кровель?

        Кровельное покрытие в ферме защищает от дождя, солнца, снега и т. д. Различные типы кровельного покрытия, используемые в ферме:

        • Листы переменного тока,
        • G.I. листы,
        • Черепица,
        • Плиты
        • Деревянная черепица

      • В чем разница между расчетом фермы методом соединения и методом сечения?

        В методе соединения равновесие изолированных соединений учитывается для расчета внутренних сил в элементах. С другой стороны, в методе сечения ферма делится на 2 части воображаемым сечением, и равновесие любой части учитывается для расчета неизвестных внутренних сил в элементах. Расчеты очень удобны в случае метода соединений, но могут стать громоздкими, если требуются усилия только в некоторых элементах, а ферма большая. Когда требуются внутренние силы только в некоторых стержнях, то лучшим выбором является расчет методом сечения.

      • Почему при расчете фермы в элементах индуцируются только осевые нагрузки, а не напряжения изгиба?

        При расчете фермы предполагается, что все элементы соединены в узлах без трения, а внешние силы действуют только в соединениях, а не в середине элемента. Сочетание этих допущений гарантирует, что на элементы действует только осевая сила, а изгибающий момент не создается.

      • Какой метод наиболее подходит для анализа ферм?

        В методе соединения мы изолируем отдельные соединения и, используя два уравнения равновесия (∑Fx = 0 и ∑Fy = 0), определяем неизвестные силы в стержнях. Метод стыка является наиболее простым и удобным методом расчета ферм. Однако для более крупной структуры нам пришлось бы прокладывать себе путь от опорных узлов к интересующей области, оценивая силы в каждом узле по пути, что может быть утомительно. Кроме того, мы можем анализировать только суставы, на которые действуют две неизвестные силы.

        В методе сечения мы можем быстро получить силу в любом отдельном элементе определенной фермы без необходимости работать со всей фермой. В этом методе мы рисуем удобный разрез, пересекающий элементы, для которых необходимо рассчитать внутренние силы, и, используя уравнения равновесия, определяем эти силы. В отличие от метода соединения, в методе сечения мы также можем использовать 3 уравнения равновесия (∑Fx = 0, ∑Fy = 0, ∑M = 0)

      • Какие предположения делаются при расчете фермы?

        Анализ фермы может быть сложным процессом. Чтобы упростить процесс, мы делаем определенные допущения, чтобы сделать наш анализ более удобным. Основные допущения для анализа фермы следующие —

        • Элементы фермы соединены между собой только на своих концах.
        • Фермы соединяются без трения.
        • Стропильная система нагружается только в местах стыков.
        • Весом элементов можно пренебречь.
      РубрикаРазное