Фермалар бойынша байланыстарды орналастыру 2 страница

екі рет табады (күштің І және ІІ комбинациясы үшін).

І комбинация үшін колоннаның жоғарғы қимасында моментті абсолютті мәні бойынша анықтайды («Раманың статикалық есебі» есептік күштер кестесін қараңыз). Олар жоғарғы белдеудің шеткі панеліне созушы әсер күшін ұлғайтады.

ІІ комбинация үшін моментті төменгі белдеуде сығушы күшетерді тудыруы мүмкін қар жүктемесінің ескерусіз анықтайды.

сәйкес жүктелу кезінде табады. Мысалы, І комбинация үшін мәні 1, 2, 3*, 4, 5* жүктелулер кезінде алынса, онда -ды 1, 2, 3, 4*, 5 жүктелулердің суммасы ретінде анықтау қажет.

Сол сияқты ІІ комбинация үшін: 1, 3*, 4, 5* болса, онда - 1, 3, 4*, 5.

Тіреуші моменттен болатын күштерді Максвелл-Кремон диаграммасы көмегімен табуға болады.

Диаграмма сол тірекке қойылған бірлік моменттен (М_ОП=1) тұрғызылады.

Бірлік вектор мөлшері осьтегі ферманың биіктігіне тең жұп күшпен алмастырылады (4.1п. қараңыз).

;

қолданылады. Осы тәсілмен, белгісіз күштермен үш стержень арқылы тілген кезде және бір стерженнің күшін анықтаған кезде моменттер нүктесі ретінде қалған екі стерженьдер бағытының қиылысқан нүктесін қабылдайды. Сонда соңғы екі стерженьдегі күштер нольге тең момент береді, және үш белгісіздікпен үш теңдікті жүйе әрқайсысы бір белгісіздікпен үш теңдікке айналады.

Моменттер нүктесі Риттер нүктесі атын алды. Риттер нүктесінің орналасуын жақсы біліп алу керек, өйткені моменттер әдісі фермалар үшін әсер сызығын құрғандағы негізгі әдіс болып табылады.

Қозғалмайтын жүктеме әсер ететін фермалардың графикалық есебі ферманың қарапайым торы жағдайында қолданылады. Ол Максвелл-Кремон диаграммасын құрумен орындалады және түйіндерді кесіп алу әдісіне негізделеді, бірақ екі белгісіздікті табу үшін проекция теңдігін құру орнына әр түйін үшін күштік көпбұрыш құрылады және масштаб бойынша ізделіп отырған күштер анықталады.

Күштік көпбұрышты фермада қанша түйін бар сонша тұрғызу керек, және де әр келесі көпбұрышта күштер жарым-жартылай қайталанады. Максвелл мен Кремон осы барлық көпбұрыштарды бір диаграммаға біріктірді, онда күштердің қайталануы болмайды.

Диаграмманы дұрыс тұрғызу үшін жұмысты жеңілдететін келесі жағдайларды ұстану ұсынылады (7.1-сурет):

белгісіз күштер, проекцияның екі теңдігі құрылады және стерженьдердегі күштер табылады.

Түйіндерді кесіп алу әдісімен қатар алдын-ала есептеусіз нольдік стержендерді анықтауды үйрену керек, келесі ережелерді қолдана отырып:

1) егер түйінде үш стержень біріксе, онда олардың екеуі бірінің бағытымен екіншісі жүреді, ал үшіншісі оларға бұрыштан қосылады және түйінге күш түспеген, үшінші стерженьдегі күш нольге тең, ал қалған екеуінде күштер өзара тең;

2) егер түйінде үш стержень біріксе, олардың екеуі бірі екіншісін жалғастырады, ал үшіншісі оларға тік бұрышпен қосылады, және түйінге күш түскен, үшінші стерженнің бағытымен жүретін, осы стерженьдегі күш түскен күш өлшеміне тең, ал бағыты бойынша оған қарама-қарсы, ал қалған екеуінде, тағы да бір-біріне тең.

Екінші тәсіл – моменттер тәсілі – біріншідегідей тілік принципіне негізделген, бірақ тілік белгісіз күшті үш стержень арқылы жүргізілуі мүмкін. Одан кейін қарастырылып отырған ферма бөлігіндегі күштер моментінің үш теңдігі құрылады, үш белгісіздікпен үш теңдікті жүйе шешіледі және ізделіп отырған күштер есептелінеді. Моменттер алынатын нүктелер нақты анықталған координатты фермамен жалғасуы керек.

Үш белгісіздікпен теңдеулер жүйесін шешу қиынға түседі. Сондықтан моменттер тәсілі оның жалпы түрінде емес, өзгертілген Риттер тәсілі деп аталатын тәсіл

Ферманың вертикальды тірек реакциясы

;

Табылған күштердің қарама-қарсы мәні оң жақ тірекке қойылған бірлік моменттен ферма стерженьдеріндегі күштер мәнін береді.

Бірлік момент күштермоменттің сәйкес мәндеріне көбейтіледі және өзара қосылады.

Алынған мәндер 4.1-кестенің 6+9 графаларына жазылады.

4.3. Кермелерден болатын күштерді анықтау

Көлденең ферманың құрамына кіретін итарқалы фермаларда Н_р кермесінен күштер пайда болады (4.2-сурет).

Төменгі белдеу деңгейінде орналасқан торлы беларқаны тұтаспен алмастырғанда керме төменгі белдеуге түседі деп есептеледі.

Рама кермесінен болатын жүктеме тағы да екі комбинация үшін анықталады («Раманың статикалық есебін» қараңыз).

І комбинация:

ІІ комбинация:

4.2-сурет. Тірек моментінен және кермеден болытан ферма стерженьдеріндегі күштер

а) жүктелу схемасы;

б) геометриялық және есептік схемалар;

в) трапецеидальді ферма үшін М_оп=1 күштер диаграммасы;

г) параллель белдекді ферма үшін үшін М_оп=1 күштер диаграммасы.

Сол жақта – белгісіздер (С + О), оң жақта – статика теңдігі (2У).

Егер: 2) С + О > 2У – ферма статикалы анықталмайтын;

3) С + О < 2У – ферма геометриялы өзгермелі.

Алғашқы екі шарт ферманың геометриялы өзгермегіштігіне қажетті екенін, бірақ әлі жеткіліксіздігін атап өту қажет.

Геометриялық әдіс ферманың пайда болу анализіне негізделген.

Ферма стерженіндегі күштерді анықтаудығ аналитикалық әдісінен ең қарапайымы: а) түйіндерді кесіп алу тәсілі және б) моменттер тәсілі.

Бұл есептер «Материалдар кедергісі» курсынан қималар әдісінің жалпы жағдайына негізделген, ал нақтырақ: ферма екі бөлікке кесіледі, олардығ біреуі алып тасталынады, ал тілікке түскен стерженьдерге алып тасталынған бөліктің әрекетін ауыстыратын күштер қойылады.

Одан кейін тепе-теңдік теңдеулері құрастырылады, және олардан стерженьдерге қойылған күштер өлшемін, яғни стерженьдердегі күштерді табады. Тақырыпта жазық фермалар қарастырылады, ал жазықтықтар үшін статиканың тек қана үш тепе-теңдік теңдеуін жазуға болады (∑Х=0: ∑У=0; ∑М=0). Сондықтан ферма тілігіне тек қана үш белгісіз күшті стерженьдер кіру керек.

Түйіндерді кесіп алу әдісі тіректен басталады (ферманың тірек реакцияларын анықтағаннан кейін). Содан кейін, бір шартпен, әр жаңасында екіден көп емес

г) әсер ету сызығы бойынша қозғалмалы жүктемеге ферма есебі.

Ферама классификациясын төрт белгісі бойынша бөлу қажет:

1) белдеулер түріне;

2) тор түріне;

3) тірек реакцияларының бағытына;

4) аралықты (пролет) жабу тәсіліне байланысты.

Мына түсініктемелерді білу қажет: белдеу, қиғаш тірек, бағана, панель, түйін.

Тірек реакциясы бойынша классификацияға ерекше назар аудару қажет және арқалықты, аркалы және ілмелі фермалар анықтамаларында – ферманың сыртқы түрі емес, тек қана тірек конструкциясына байланысты тірек реакциясының бағыты маңызды екенін есте сақтау керек.

Тақырыпта арқалықты статикалық анықталатын фермалар оқытылады, сондықтан мысалдарды қарастырған кезде ферма статикалық анықталатын фермаға келеді ма, жоқ па соны анықтауды үйрену керек.

Осыған байланысты геометриялы өзгермегіштік анализіне және ферманың аналитикалық және геометриялық тәсілдермен статикалық анықталғыштығына назар аудару керек.

Ферманың аналитикалық формада статикалық анықталғыштық шартын былай жазуға болады:

1) С + О = 2У

мұнда С – ферма стерженьдерінің саны;

О – тірек стерженьдер саны;

У – ферма түйіндерінің саны.

Мұнда Qⁿ, Q^S, Q^кр, Q^T, Q^W – сол және оң бағаналарға сәйкесінше тұрақты, қар, крандық, вертикальды, тежегіштік және жел жүктемесінен болатын жоғарғы қимадағы көлденең күштер;

W_сол, W_оң – беларқаның төменгі белдеуіне түсетін жел жүктемесінен болатын бағытталған күштер.

Төменгі белдеу ұзындығы бойынша рама кермесінен болатын күштің өзгерісін сызықтық жолмен көрсетеді.

Бұл өзгерістің мөлшері

Мұндағы п – төменгі белдеудің панель саны

4.3-суреттегі ферма үшін

Сонда,

Кермелерден түсетін күштерді 4.1-кестедегі 10 графаға енгізеді.

4.3-сурет. Белдеу ұзындығы бойынша кермелердіңорналасуы

4.4. Ферма стерженьдеріндегі есептік күштерді анықтау

Барлық жүктелу түрлерінен болатын күштерді 4.1-кестеге түсіреміз. 12, 14 графадағы вертикальды жүктемелерден, тірек моменттерінен және рама кермелерінен болатын есептік күштерді анықтаған кезде күштер таңбасын келесі кезекпен ескеру қажет:

1. Барлық күштер -барлық күштер суммасы қабыл-ды

бірдей таңбалы қар жүктемесі үшін ψ=0,9;

2. Таңбалары әр түрлі, - тек қана вертикальды

кермеден және тірек жүктемеден болған

моментінен болған күштер күштер суммасы

суммасы вертикальды қабылданады.

жүктемеден кем. Қар жүктемесі үшін ψ=1;

3. Таңбалары әр түрлі, - барлық күштердің

кермеден және тірек алгебралық суммасы

моментінен болған күштер қабылданады.

суммасы вертикальды Қар жүктемесі

жүктемеден көп. үшін ψ=0,9;

* Жоғарғы белдеу және кермелер үшін тірек моменттерінен болған күштер анықталады және 4.1-кестеге І комбинация бойынша түседі, төменгі белдеу үшін ІІ комбинация бойынша. Кермеден болатын күш төменгі белдеу үшін ІІ комбинация бойынша анықталады.

Геометриялы өзгермегіштіктің және оның жеткіліксіздігінің ережелерінің қорытындысын ескере отырып, үшбұрыштардан тұратын ферма геометриялы өзгермейтін екенін есте сақтау керек.

Статикалық анықталғыштықтың ережелеріне назар аудару керек, оның математикалық мағынасын S = 2K – 3 жаттап алу керек және оны ферманың анықталғыштығын тексеруге қолданып үйрену керек.

7.2. Арқалықты жазық фермаларды есептеу әдісі

Ферма дегеніміз - өзара шарнирлермен байланысқан түзу сызықты стерженьдермен пайда болған геометриялы өзгермейтін жүйе.

Фермаларда жүктеме тек түйіндерге беріледі, ал стерженьдер түзу сызықты. Осы шарттар кезінде ферма стерженьдерінде тек қана бойлық немесе созылмалы, немесе сығылушы күштер пайда болады. Ферманың стерженьдерден пайда болу сұрағын ертерек қарастырылған геометриялы өзгермегіштіктің және статикалық анықталғаштық жағдайымен байланыстыру керек және оларды тексеру үшін дәл сол шарттар қалатынын белгілеп кету керек.

Тақырыптың түйіндік сұрақтары:

а) фермалардың пайда болуы, олардың түрлері және классификациясы;

б) қозғалмайтын жүктеме кезінде ферма есебінің аналитикалық тәсілі;

в) қозғалмайтын жүктеме кезінде ферма есебінің графикалық тәсілі;

7. Статикалық анықталатын стерженьдік жүйенің есебі

7.1. Жазық жүйелердің туындауы

Жазық жүйе деп – барлық стерженьдер осьтері және көлденең қиманың инерциясының басты осі бір жазықтықта жататын жүйені айтамыз.

Тақырыпты тірек түрлерін және әр түрдің еркіндік дәрежелерінің санын қарастырудан бастаған дұрыс.

Одан әрі қатты және шарнирлі түйіндерді және стерженьдік жүйенің пайда болу принциптерін қарастыру керек.

Геометриялы өзгермейтін жүйенің анықтамасын жаттап алу керек. Мына түсініктемелерді білу қажет: диск, кинематикалық байланыс, еркіндік дәрежесі, статикалық анықталынбау дәрежесі.

Диск деп – кез келген геометриялық формадағы стержень немесе стержень қасында пайда болатын геометриялы өзгермейтін жүйе аталады.

Қандай байланыстар арқылы екі және үш дискілердің өзгермейтін байлпаныстары шығатынын оқып үйрену керек. Дискілердің қарапайым және ауыр байланыстарын қарастыру ұсынылады. Қарапайым байланыс кезінде ұстап тұратын негізгі (базистік) дискіні және негізгі дискімен ұсталынып тұратын қосымша (үстіне салынған) дискіні бөліп алып қарастыруға болады. Ауыр байланыс кезінде әр диск бір уақытта ұстап тұратын және ұсталынып тұратын болып есептеледі.

5. Ферма элементтерінің қимасын таңдау

5.1. Жалпы түсінік

Аралығы 30 м дейінгі фермаларда конструкцияларды дайындағандағы еңбек сыйымдылығын азайту үшін белдеулерді барлық ұзындық бойынша тұрақты қима етіп қабылдайды. 30 және 36 м аралықты фермаларда белдеулерді өзгерткенде болат айтарлықтай үнемделеді және конструкцияның өзіндік салмағы азаяды. Мұнда қалыңдығын сақтай отырып бұрыштардың енін өзгерткен дұрыс, бұл түйісетін жерлерді жеңілдетеді.

Металл дайындау мен комплекттеу ыңғайлылығы үшін фермаларда әдетте профильдің әр түрлі калибрлерінің санын шектейді. Екі бұрышты қималы аралығы 24 м дейінгі фермаларда 4-6 калибр, ал аралығы 30-36м фермаларда – сегізден көп емес етіп қабылдайды.

5.2. Стерженьдегі есептік ұзындықты анықтау

Стерженьнің есептік және геометриялық ұзындықтары болады. Стерженьнің геометриялық ұзындығы l – ферма жазықтығындағы түйіндер центрінің арасындағы аралық.

Есептік ұзындық стерженьнің мүмкін болатын деформациясын ескеріп мына формула бойынша анықтайды:

l _ef = μ· l,

мұнда μ– сығылу дәрежесіне байланысты ұзындықты келтіру коэффициенті.

СНиП бойынша, [2] 19бет, ферма стерженьдерінің есептік ұзындығын бөлек бөлек жазықтықта және

R_wf R_wz – дәнекерлік байланыстың есептік кедергісі 5 қосымша;

γ_с – жұмыс шарты коэффициенті, 2 қосымшадан қабылданады.

β_f R_wf және β_z R_wz мәндерінің ең азы мүмкін болатын бұзылуды көрсетеді; сәйкес формула бойынша жіктің қажетті ауданы анықталады.

Практикалық есепте жіптің қажетті ұзындығын жіктің катеті арқылы табу ыңғайырақ:

немесе

Алынған ұзындық «обушка» және «перу» бойынша үйлестіріледі. Жіктің бірдей қалыңдығы кезінде үйлестіру стержень осіне дейінгі ара-қашықтыққа кері пропорционал (6.3.-сурет).

Сонымен, бұрыш «обушкасындағы» жік ұзындығы

,

«перодағы»

.

Дата добавления: 2014-12-26