что такое раскрепленный узел фермы

Фермы

С помощью этого режима осуществляются все необходимые проверки элементов ферм на прочность и устойчивость, а также проверяется их гибкость. При этом работа начинается с определения расчетных значений усилий от задаваемых внешних нагрузок для схем конструкций, наиболее часто используемых на практике. Возможен вариант работы с подбором сечений из заранее составленного сортамента поперечных сечений.

При работе режима для каждого элемента фермы в соответствии с выбранным нормативным документом выполняются следующие проверки:

Ссылка на СНиП РК 5.04-23-2002

Ссылка на
ДБН B.2.6-163:2010

Устойчивость в плоскости фермы

Устойчивость в плоскости фермы (закритическая работа)

Устойчивость из плоскости фермы

Устойчивость из плоскости фермы (закритическая работа)

Предельная гибкость стенки из условия местной устойчивости

п. 8.3.1, 8.3.2, табл. 8, п. 8.3.10

п. 7.3.1, 7.3.2, табл. 9, п. 7.3.11

п. 1.4.3.1, 1.4.3.2, табл. 1.4.3

Предельная гибкость свеса полки (поясного листа) из условия местной устойчивости

п. 7.22*, 7.23*, табл. 29*, п. 7.26*, п. 7.27*

п. 8.3.7, табл. 9, п. 8.3.10

п. 7.3.8, табл. 10, п. 7.3.11

Предельная тонкостенность трубы из условия местной устойчивости

Местная устойчивость стенки трубы из расчета замкнутой круговой цилиндрической оболочки

Устойчивость искривленного элемента

Ограничение реализации

При подборе и проверке элементов ферм приняты следующие значения коэффициента условий работы γ _с :

Поскольку требование норм относительно ограничения гибкости растянутого элемента связано с ограничением его провисания от собственного веса, то проверка гибкости растянутых элементов регламентирована только в вертикальной плоскости (например, согласно примечанию 1 к табл. 33 СП 16.13330).

В режиме Фермы предполагается, что вертикальной является именно плоскость фермы. Гибкость растянутых элементов фермы из плоскости фермы не проверяется. Соответственно, раскрепление нижнего (растянутого) пояса из плоскости фермы не влияет на результат проверки его гибкости.

Окно включает четыре страницы:

Страница Общие данные включает выпадающий список для выбора вида фермы по очертанию поясов и группу кнопок для выбора конфигурации фермы. Предусмотрен расчет ферм следующих видов: с параллельными поясами, треугольных, трапецеидальных, с полигональным верхним поясом, односкатные и двухскатные. Все фермы статически определимые и предполагаются закрепленными в крайних узлах нижнего пояса статически определимым способом по балочной схеме.

Для выбранной конфигурации задается пролет фермы и ее высота на опоре (при необходимости — другие геометрические параметры).

Маркер Работа сечения с неустойчивой стенкой не допускается служит для выполнения проверочного расчета сечения с учетом его закритической работы (после потери местной устойчивости стенки). Отмеченный маркер позволяет пользователю отказаться от закритической работы сечения в случае, если по результатам проверки происходит потеря местной устойчивости стенки.

На странице Сечения назначаются поперечные сечения элементов фермы. Предполагается, что по длине фермы ни сечения поясов, ни сечения элементов решетки не меняются. Сечения компонуются из парных равнополочных или неравнополочных уголков, располагаемых в форме тавра (последние — в двух вариантах) или креста из равнополочных уголков, а также из труб круглого и прямоугольного сечений.

При выборе сечений используется база данных прокатных профилей. Значение зазора между уголками задается в таблице, расположенной над схемой фермы, одновременно с выбором профиля для каждого типа сечения. Выбранные с помощью маркера элементы одного типа выделяются на схеме красным цветом, а в поле выбора отображается их сечение.

Необходимо заметить, что в нормах проектирования проверки несущей способности стержневых элементов стальных конструкций сформулированы в зависимости от внутренних усилий и геометрических характеристик, отнесенных к главным осям инерции сечения. Так, в режиме Ф ермы проверки устойчивости элементов фермы при центральном сжатии выполняются в зависимости от геометрических характеристик сечения (в частности, в зависимости от моментов инерции и радиусов инерции) относительно главных осей инерции.

На странице Материалы имеется возможность задать предельно допустимое значение прогиба фермы в долях от величины пролета (оно будет сопоставлено с относительным прогибом от действия нормативных значений нагрузок). Предусмотрена возможность задания прогиба фермы в форме доли пролета (величина 1/ А ), где А есть набор наиболее часто употребляемых величин (500, 750 и т.п.).

В этом режиме предусмотрена возможность выполнять проверочные расчеты с учетом коррозии. Кроме того, для ферм, элементы которых выполнены из парных уголков, можно для каждого элемента задать не только информацию о коррозии, но и величины погибей. Для этого следует активизировать маркер Учет коррозии и погибей и нажать кнопку , которая открывает доступ к диалоговому окну. В этом окне вводится информация о повреждениях конструкции (после ввода информации, кнопка меняет свой вид и выглядит следующим образом: ).

В таблице задаются данные о толщине слоя коррозии для каждого элемента фермы (номера элементов приводятся на схеме) и величине стрелки погиби в плоскости и из плоскости фермы. Кроме того, в каждой строке таблицы имеется кнопка , которая активизирует операцию вычисления толщины слоя коррозии. Отметим, что угол наклона элемента к горизонту задавать не нужно, поскольку для элементов фермы эта информация определяется автоматически.

Анализ работы поврежденной конструкции будет производиться в соответствии с рекомендациями пособия по проектированию усиления стальных конструкций (к СНиП II-23-81*). Расчет учитывает возможность пространственной формы выпучивания стержня с погибью, поэтому в числе факторов, которые выдаются по результатам расчета, могут отсутствовать результаты проверок устойчивости в плоскости фермы или из плоскости фермы, или обе эти проверки вместе.

При нажатии на кнопку выбора пояса, к которому приложена нагрузка, в окне отображения появляется условная схема соответствующего пояса с засечками в месте расположения узлов, а при задании нагрузки (после нажатия кнопки Добавить ) — схема соответствующего нагружения со всеми введенными нагрузками.

Откорректировать значения конкретных нагрузок можно в таблице, которая вызывается кнопкой .

По нажатию кнопки Усилия в элементах фермы для текущего загружения открывается одноименное информационное окно, в котором показана расчетная схема фермы с эпюрой усилий.

В программе Кристалл (в отличие от SCAD ) принято, что на ферму действует узловая нагрузка. Таким образом, заданная распределенная нагрузка не передается непосредственно на элементы фермы, а считается приложенной к некоторой ограждающей конструкции кровли, которая и выполняет функцию приведения нагрузки к узлам.

Кнопка Подбор позволяет перейти в режим целенаправленного перебора поперечных сечений элементов фермы с заменой номеров выбранных пользователем профилей (тип поперечного сечения и условия раскрепления не меняются). Программа переходит к следующему большему по площади номеру профиля в каталоге, из которого были первоначально выбраны поперечные сечения, если при проверках рассматриваемого элемента (например, верхнего пояса) было обнаружено значение коэффициента использования ограничений K > 1 или к следующему меньшему по площади номеру профиля, если K K K > 1, т.е. будет найден наименьший из удовлетворяющих требованиям норм профиль.

Перебор по различным группам элементов фермы (верхнему и нижнему поясам, раскосам, стойкам) реализуется независимо.

После завершения подбора на экране появляется окно с рекомендациями по выбору поперечных сечений.

Если в процессе подбора было испробовано максимальное сечение из сортамента и при этом значение K > 1, то в окне появляется соответствующее сообщение, и кнопка Применить блокируется.

Отметим, что ограничение по прогибу на результатах подбора не сказывается.

Кроме того, в отчетный документ выводится таблица с опорными реакциями, общий вес фермы и площадь окраски.

Источник

Устойчивость ферм, связи между фермами

От воздействия внешней нагрузки, приложенной к узлам фермы, в её элементах появляются сжимающие и растягивающие усилия. В этом случае верхний пояс работает на сжатие, а нижний — на рас­тяжение. Элементы решетки в зависимости от характера и направле­ния действующей нагрузки могут работать как на сжатие, так и на растяжение. При этом сжимающие усилия создают опасность поте­ри устойчивости конструкции. Потеря устойчивости верхнего пояса может происходить в двух плоскостях: в плоскости фермы и из ее плоскости. В первом случае потеря устойчивости происходит за счет выпучивания между узлами фермы (по длине панели). Во втором случае потеря устойчивости возникает между точками пояса, закреп­ленными от смещения в горизонтальном направлении. Устойчивость фермы из ее плоскости является значительно меньшей по сравнению с устойчивостью в ее плоскости, что очевидно из-за того, что длина одной панели значительно меньше длины сжатого пояса.

Отдельная стропильная ферма является балочной конструкци­ей, обладающей очень малой боковой жесткостью. Для того чтобы обеспечить пространственную жесткость сооружения из плоских ферм, они должны быть раскреплены связями, образующими со­вместно с фермами геометрически неизменяемые пространствен­ные системы, обычно решетчатые параллелепипеды (рис. ниже).

Кроме обеспечения пространственной неизменяемости, систе­ма связей должна обеспечивать устойчивость сжатых поясов в на­правлении, перпендикулярном плоскостям раскрепляемых ферм (из плоскости фермы), воспринимать горизонтальные нагрузки и со­здавать условия для высококачественного и удобного монтажа со­оружения.

Связи по конструкциям покрытия здания располагают:

Связи по покрытию

Горизонтальные связи в плоскости верхних (сжатых) поясов ферм обязательны во всех случаях. Они состоят из раскосов и сто­ек, образующих совместно с поясами стропильных ферм горизон­тальные связевые фермы с крестовой решеткой. Горизонтальные связи располагают между крайними парами ферм в торцах здания (или в торцах температурного отсека), но не реже, чем через 60 м.

Для связи между верхними поясами промежуточных стропиль­ных ферм ставят специальные распорки над опорами и у коньково­го узла при пролете ферм до 30 м; при больших пролетах добавля­ют промежуточные распорки для того, чтобы расстояние между ними не превышало 12 м. Горизонтальные связи по верхним по­ясам ферм обеспечивают устойчивость сжатых поясов из плоско­сти фермы во время монтажа: в этот период расчетная длина таких поясов равна расстоянию между распорками. В процессе эксплуа­тации здания смещению верхних узлов из плоскости фермы пре­пятствуют ребра кровельных плит или прогоны, но только при ус­ловии, что они закреплены от продольных смещений связями, рас­положенными в плоскости кровли.

Горизонтальные связи по нижним поясам ферм устанавливают в зданиях с крановым оборудованием.

Они состоят из поперечных и продольных связевых ферм и рас­порок. В зданиях с кранами легкого и среднего режима работы час­то ограничиваются только поперечными связевыми фермами, рас­полагаемыми между нижними поясами соседних ферм по торцам здания (или температурного отсека). Если длина здания или отсека велика, то устанавливают дополнительную поперечную связевую ферму, чтобы расстояние между такими фермами не превышало 60 м. Ширину продольной связевой фермы обычно принимают рав­ной опорной панели нижнего пояса стропильной фермы.

Горизонтальные связевые фермы воспринимают горизонталь­ные нагрузки от ветра и торможения (поперечного и продольного) кранов.

Стропильные фермы обладают незначительной боковой жест­костью, поэтому процесс монтажа без их предварительного взаим­ного раскрепления невозможен. Эту функцию выполняют верти­кальные связи между фермами, располагающиеся в плоскости опор­ных стоек ферм и в плоскости средних стоек (в фермах пролетом до 30 м) или стоек, ближайших к коньковому узлу, но не реже, чем че-, рез 12 м. Чаще всего вертикальные связи проектируют с крестовой решеткой, но при шаге ферм 12 м может быть применена и тре­угольная решетка. Средние стойки стропильных ферм, к которым прикрепляют вертикальные связи, проектируют крестового сечения.

Источник

Раскрепление прогоном верхнего пояса фермы

Аlle оставляет вопрос открытым по прогону. может кто то из спецов поделиться своими соображениями в отношении прогона и его роли в удержании фермы «из плоскости».

У нас в Ростовском ПСК сложилось такое мнение:

1. И наборная панель и готовый заводской сэндвич являются раскреплением прогона на предмет расчета его на Фи-балочное, вычисления момента от скатной составляющей и определения расчетной длины из плоскости в целях признания/непризнания оного распоркой.

3. В целях большей надежности горизонтальные связи по верхнему поясу конструктивно все-таки ставим. Хотя, если диск просчитан с положительным результатом, бывают и исключения. В частности для беспрогонных покрытий типа Молодечно при отсутствии сейсмики, огромадных ветров и крановых торможений (а также прочих значительных горизонтальгых нагрузок), от связей, бывает, отказываемся.

4. Расчетную длину верхнего пояса фермы при наличии прогонов принимаем равной расстоянию между ними. При беспрогонном решении с профнастилом ее условно берем равной удвоенному расстоянию между саморезами (800-1000 мм). Такое же значение принимаем и при расчете прогонов при профнастиле или заводском сэндвиче.

Ставлю всегда, хотя Вы, правы, иногда можно и «закрыть» глаза.

Сделаю предположение, что Эксперт по существу вопроса все же прав, так как ETCartmana (он был из каких то Сибирских отделений ПСК) подтверждает потерю устойчивости верхнего пояса фермы, но без аварийных ситуаций. Offtop: (здесь без комментариев).

Хм, мне казалось, что я только перчислил 3 параметра, которые напрямую зависят от ответа на вопрос раскрепляет или нет настил/сэндвич верхний пояс прогона.

Сделаю предположение, что Эксперт по существу вопроса все же прав, так как ETCartmana (он был из каких то Сибирских отделений ПСК) подтверждает потерю устойчивости верхнего пояса фермы, но без аварийных ситуаций. Offtop: (здесь без комментариев).

Давайте по порядку.

Первое: чтобы прогон раскреплял узел фермы из ее плоскости он обязан «быть распоркой«. Сие означает, что его гибкость не должна превышать 200 как в плоскости, так и из нее. Последнее требование зачастую не выполняется, если считать что профлист не раскрепляет прогон из плоскости.

Если же расчет покрытия «на диск» показывает, что оно таковым является и может учитываться в пространственной работе конструкции, то тогда все прогоны можно считать раскреплениями верхного пояса, во внезависимости от того попадают ли они в узлы связей (если таковые все же имеются) или нет.

Источник

Расчет фермы. Раскрепление узла нижнего пояса фермы

Здраствуйте! Выполняю расчет фермы, пролет 9600мм. Ферма представляет собой половину трапецевидной фермы. Высота на левой опоре 850, высота на правой опоре 2600. Панели начиная от левой опоры 1250, 1230, 2330, 2340, 2450. Все сечения и нагрузки заданы в прилагаемомо файле. Вопрос вот в чем.

Рассматриваемый узел нижнего пояса фермы, является соседним узлом правго узла фермы. Он не раскреплен из плоскости фермы и расчете нужно указать этот факт. Факт раскрепеления из плоскости можно указать, только в постпроцессорах, при назначении конструктивных элементов или их групп. Как мне это сделать? Указать для панелей смежных с моим рассматриваемым узлом коэффициент расчетной длины 2? Или же есть вариант сделать так, чтобы в самой расчетной схеме этот узел не разбивал стержень на 2 панели, НО в его присутствие и связь со стержнем учитывалось.

И еще вопрос, есть ли проблема в том, что SCAD обращает внимание на ГИС в узлах по направлению ОУ, если я не прикладываю нагрузку по ОУ?

Заранее большое спасибо!

Вы сами то поняли чего написали?

Зря вы людям головы морочите! И зачем вам этот расчет еще и в пространственной постановке моделировать? Ну посчитайте вы плоскую ферму и получите усилия в элементах. Ваша ферма все равно самая простая шарнирно-стержневая. (Вы сами так задали! У вас все стержни как для пространственной фермы!)
Ну не понимаете вы как работать в постпроцессоре, и что? Плюньте на него. Чем плюнуть? Слюной!

Яблоко, у вас и на левой, и на правой опорах фермы стоит связь по Х. Нижний пояс натягивается как струна. Так и надо?

Вы сами то поняли чего написали?

Зря вы людям головы морочите! И зачем вам этот расчет еще и в пространственной постановке моделировать? Ну посчитайте вы плоскую ферму и получите усилия в элементах. Ваша ферма все равно самая простая шарнирно-стержневая. (Вы сами так задали! У вас все стержни как для пространственной фермы!)
Ну не понимаете вы как работать в постпроцессоре, и что? Плюньте на него. Чем плюнуть? Слюной!

Я не морочу никому голову, просто прошу помочь мне. Я эту ферму и на листе могу посчитать, если уж на то пошло, но я учусь и хочу научиться работать с этим ПО, а помочь рядом некому, и книге вопросы не задашь. Спасибо вам, за указанные ошибки, я их учел и исправил, действительно, это было незачем задавть тип КЭ пространственным, но как я уже сказал, я только учусь. Вот исправленная схема. Но вопрос остается таким же, как быть с узлом?

Я задал расчетную длину стержня смежного с рассматриваемым узлом 2L. И Kmax по предельной гибкости вышел 0,96, хотя по расчету на листе гибкость равна 138 при предельно допустимой по СНиП 400. Я так понимаю, коэф. Kmax приблизительно равен отношению реального значения по расчету к предельно допустимому значению. Если это так, то откуда тогда 0,96?

Источник

Раскрепление прогоном верхнего пояса фермы

Аlle оставляет вопрос открытым по прогону. может кто то из спецов поделиться своими соображениями в отношении прогона и его роли в удержании фермы «из плоскости».

У нас в Ростовском ПСК сложилось такое мнение:

1. И наборная панель и готовый заводской сэндвич являются раскреплением прогона на предмет расчета его на Фи-балочное, вычисления момента от скатной составляющей и определения расчетной длины из плоскости в целях признания/непризнания оного распоркой.

3. В целях большей надежности горизонтальные связи по верхнему поясу конструктивно все-таки ставим. Хотя, если диск просчитан с положительным результатом, бывают и исключения. В частности для беспрогонных покрытий типа Молодечно при отсутствии сейсмики, огромадных ветров и крановых торможений (а также прочих значительных горизонтальгых нагрузок), от связей, бывает, отказываемся.

4. Расчетную длину верхнего пояса фермы при наличии прогонов принимаем равной расстоянию между ними. При беспрогонном решении с профнастилом ее условно берем равной удвоенному расстоянию между саморезами (800-1000 мм). Такое же значение принимаем и при расчете прогонов при профнастиле или заводском сэндвиче.

Ставлю всегда, хотя Вы, правы, иногда можно и «закрыть» глаза.

Сделаю предположение, что Эксперт по существу вопроса все же прав, так как ETCartmana (он был из каких то Сибирских отделений ПСК) подтверждает потерю устойчивости верхнего пояса фермы, но без аварийных ситуаций. Offtop: (здесь без комментариев).

Хм, мне казалось, что я только перчислил 3 параметра, которые напрямую зависят от ответа на вопрос раскрепляет или нет настил/сэндвич верхний пояс прогона.

Сделаю предположение, что Эксперт по существу вопроса все же прав, так как ETCartmana (он был из каких то Сибирских отделений ПСК) подтверждает потерю устойчивости верхнего пояса фермы, но без аварийных ситуаций. Offtop: (здесь без комментариев).

Давайте по порядку.

Первое: чтобы прогон раскреплял узел фермы из ее плоскости он обязан «быть распоркой«. Сие означает, что его гибкость не должна превышать 200 как в плоскости, так и из нее. Последнее требование зачастую не выполняется, если считать что профлист не раскрепляет прогон из плоскости.

Если же расчет покрытия «на диск» показывает, что оно таковым является и может учитываться в пространственной работе конструкции, то тогда все прогоны можно считать раскреплениями верхного пояса, во внезависимости от того попадают ли они в узлы связей (если таковые все же имеются) или нет.

Источник