Реферат на тему фермы

Обновлено: 02.07.2024

Фе́рма (фр. ferme, от лат. firmus прочный), в строительной механике стержневая система, остающаяся геометрически неизменяемой после замены её жёстких узлов шарнирными. В элементах фермы, при отсутствии расцентровки стержней и внеузловой нагрузки, возникают только усилия растяжения-сжатия. Фермы образуются из прямолинейных стержней, соединенных в узлах.
Ферма состоит из элементов: пояс, стойка, раскос, шпренгель (опорный раскос).

Вложенные файлы: 1 файл

Документ Microsoft Word.docx

Ферма состоит из элементов: пояс, стойка, раскос, шпренгель (опорный раскос).

Подвеска подмостей к фермам на земле производится редко, так как это задерживает работу крана, хотя представляет значительные преимущества о отношении удобства и безопасности оснастки ферм. Наводку отверстий производят при помощи сборочных котиков в момент опускания элемента, а затем положение элементов закрепляют пробками и болтами.

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СЕГМЕНТНОЙ ФЕРМЫ

Изобретение относится к области строительства, в частности к способу изготовления сегментной фермы. Технический результат заключается в упрощении изготовления. Способ включает изготовление поясов, установку стержней треугольной решетки в узлах фермы и их соединение на болтах или на сварке. Пояса выполняют сквозными из двух С-образных профилей или швеллеров. Стержни решетки выполняют из подобного одиночного профиля. Стержни решетки устанавливают нахлестом на стенки поясных профилей фермы или на ее узловые фасонки. Предварительно для узлов перелома поясов на сварке изготавливают объемные листовые фасонки Н-образного сечения. Фасонки имеют контактные поверхности параллельных листов с элементами фермы, равными высоте сечения профиля решетки. Для пролетных узлов верхнего пояса параллельные листы Н-образного сечения фасонки выполняют ступенчатыми. Высота ступеньки равна толщине листа фасонки. Затем к фасонкам прикрепляют стержни решетки и прямые участки поясов фермы. После чего между поясными профилями фермы устанавливают остальную решетку фермы и крепят планки поясов фермы. 3 ил.Изобретение относится к строительству и предназначено для изготовления сегментной фермы со сквозными поясами из двух С-образных профилей или швеллеров, имеющей треугольную решетку фермы с сечением из одного подобного профиля и собираемой на болтах или на сварке нахлестом полок стержней решетки на стенки поясных профилей или на узловые фасонки фермы.

Известен способ изготовления фермы или рамы, выполняемой с поясами из двух С-образных профилей или швеллеров и решеткой из этих профилей, нахлестываемых на узловые фасонки и соединяемых с ними на болтах. Эффективные холодногнутые профили из оцинкованной стали - в массовое строительство. Недостатком способа является трудоемкость изготовления фермы из-за большого количества узловых фасонок.Наиболее близким к изобретению является способ изготовления решетчатой конструкции на болтах или на сварке, собираемой нахлестом сквозных поясов из двух С-образных профилей или швеллеров на узловые фасонки или стержни решетки конструкции из одного подобного профиля (см. Справочник проектировщика. По такому способу изготовления решетчатой конструкции уменьшается количество фасонок, однако способ не применим для изготовления конструкций с ломаным очертанием их поясов, так как одновременное примыкание обоих концов раскосов внахлест к переломанному верхнему поясу и к прямому нижнему поясу сегментной фермы становится технически невыполнимым. Цель способа - упрощение изготовления сегментной фермы.Результат достигается тем, что в способе изготовления сегментной фермы, включающем изготовление прямых сквозных поясов, составленных из двух С-образных профилей или швеллеров, установку в узлах фермы стержней треугольной решетки из подобного одиночного профиля нахлестом на стенки поясных профилей фермы или на ее узловые фасонки и их соединение на болтах или на сварке, согласно изобретению предварительно для узлов перелома поясов фермы на сварке изготавливают объемные листовые фасонки Н-образного сечения с контактными поверхностями параллельных листов с элементами фермы, равными высоте сечения профиля решетки, а для пролетных узлов верхнего пояса параллельные листы Н-образного сечения фасонки выполняют ступенчатыми с высотой ступеньки, равной толщине листа фасонки, затем к фасонкам прикрепляют стержни решетки и прямые участки поясов фермы, после чего между поясными профилями фермы устанавливают остальную решетку фермы и крепят планки поясов фермы.

После фиксации полного очертания поясов фермы по Фиг.3 между поясными швеллерами 1 и 2 устанавливают остальные недостающие стержни решетки 4 фермы по Фиг.1 и крепят планки 7 к швеллерам 3 поясов 1 и 2 фермы. При шаге прогонов покрытия 3 м, (Фиг.1а) способ позволяет изготовить сегментные фермы пролетом до 18 м, а в фермах со шпренгельной треугольной решеткой - до 36 м (Фиг.1б). Благодаря предложенному способу изготовления сегментной фермы (сначала изготовление ступенчатых узловых фасонок, потом нахлеста на них и крепления поясов фермы, а затем и крепления недостающих раскосов) становится возможным выполнить соединение всех стержней фермы внахлест, что позволяет снизить трудоемкость изготовления сегментной фермы в целом. Наиболее рациональной областью применения способа являются сегментные фермы, изготавливаемые из С-образных оцинкованных профилей, транспортируемые в пакетной упаковке и собираемые на месте строительства на болтах.

Способ изготовления сегментной фермы, включающий изготовление прямых сквозных поясов, составленных из двух С-образных профилей или швеллеров, установку в узлах фермы стержней треугольной решетки из подобного одиночного профиля нахлестом на стенки поясных профилей фермы или на ее узловые фасонки и их соединение на болтах или на сварке, отличающийся тем, что предварительно для узлов перелома поясов фермы на сварке изготавливают объемные листовые фасонки Н-образного сечения с контактными поверхностями параллельных листов с элементами фермы, равными высоте сечения профиля решетки, а для пролетных узлов верхнего пояса параллельные листы Н-образного сечения фасонки выполняют ступенчатыми с высотой ступеньки, равной толщине листа фасонки, затем к фасонкам прикрепляют стержни решетки и прямые участки поясов фермы, после чего между поясными профилями фермы устанавливают остальную решетку фермы и крепят планки поясов фермы.

Такая конструкция как плоская ферма, используется очень часто в строительстве, в проектировании. Любая ферма, и ее стержни, как составляющие, несет на себе некую нагрузку. Как правило, нагрузка на ферму – подвижна (примером тому можно привести фермы мостов). Расчет необходимой прочности стержней мостов, расчет усилий для каждого стержня при заданной нагрузке, в этом случае, один из важнейших элементов подготовки к строительству.

Для раскрытия темы реферата потребуется теоретический материал, а также иллюстрация его практического применения. В необходимое теоретическое обоснование решения представленной задачи входят описание основных теоретических методов расчета плоских ферм на нагрузку.

Практическая часть работы представлена решением следующей задачи: Рассчитать на прочность (т. е. подобрать площадь сечения) стержни 1, 2, 3, определив предварительно опасное положение силы Р=50 тонн, движущейся по нижнему поясу фермы; нагрузка, при движении груза, передается только на узлы фермы. Принять допустимое напряжение s = 7600 кг/см 2 .

Решение поставленной задачи позволяет рассчитать линейные размеры конструкции при определенных начальных условиях, таких как максимальная нагрузка и допустимое для материала, из которого изготовлена конструкция.

Фермой называется жесткая (геометрически неизменяемая) конструкция из прямолинейных стержней, соединенных на концах шарнирами (рис. 1).

Ферму называют плоской, если все ее стержни лежат в одной плоскости. Метод соединения стержней фермы называют узлами. Все внешние нагрузки к ферме прикладываются только в узлах. При расчете фермы, трением в узлах и весом стержней (по сравнению с внешними нагрузками), пренебрегают или распределяют веса стержней по узлам, тогда на каждый из стержней фермы будут действовать две силы, приложенные к его концам, которые при равновесии могут быть направлены только вдоль стержня. Следовательно, можно считать, что стержни фермы работают только на растяжение или сжатие.

Ферма считается статически определимой, если число узлов n и число стержней m удовлетворяют уравнению:

m=2n-3 если число стержней не удовлетворяет этому равенству, то возможны два случая:

ферма является в этом случае статически неопределимой;

Для определения усилий в стержнях сначала необходимо найти реакции опор А и В. Для этого мысленно отбросим опоры и заменим их действие на ферму реакциями r_a и r_b . Составим условия равновесия:

Проверим правильность полученных реакций:

Проведем сечение конструкции так, как указано на рис.1, и рассмотрим равновесие левой части фермы (рис.2), заменяя действие на нее правой части силами, направленными вдоль стержней (соответственно N₀ , N₂ , N₃ ) . Составим условия равновесия, учитывая, что нагрузка движется слева направо, а "х" есть изменение расстояние от опоры до узла, в котором приложена сила. Найдем усилия в стержнях для случая, когда 0 с

Рассмотрим теперь случай, когда 2с 4с (рис. 3). Так как нагрузка передается только на узлы, то условия равновесия будут иметь следующий вид:

Таким образом, найдены усилия в стержнях 2 и 3. Для того, чтобы найти усилие в стержне 1 , применим метод вырезания узлов. Вырежем узел I. (Рис. 4) Составим условия равновесия, учитывая, что 0 с.

Составим условия равновесия, учитывая, что 2с 4с.

Можно сделать вывод, что усилие в стержне 1 не зависит от точки приложения груза. Изобразим наглядно изменения усилий в стержнях при подвижной нагрузке.

Для стержня 1:

Из графиков легко можно определить наиболее опасные положения груза для каждого из рассматриваемых стержней, а, следовательно, и определить оптимальные площади сечений для них.

Площадь сечения (обозначим ее буквой S) элемента конструкции должна быть больше или равна отношению усилия, прилагаемого к этому элементу, к допустимому напряжению.

Для стержня 1:

Для стержня 2:

наиболее опасно положение груза при х= 2с, тогда абсолютное значение усилия N₂ (2c)=25 (т), а S₁ =25000 (кг) / 1600 (кг/см 2 )= 15.625 см 2

Для стержня 3:

Таким образом, можно сделать вывод, что стержень 1 подвергается наибольшему воздействию, из трех исследуемых стержней. Задача решена.

В своей курсовой работе я рассмотрела одну из областей применения методов математики на теоретическом и практическом материале.

В теоретическое обоснование решения математической задачи, поставленной темой курсовой, вошли: основные понятия статики, исходные положения статики, теория о связях и их реакциях, теория о системах сил (сходящихся и плоских), а также методы расчета плоских ферм.

Итог курсовой работы - применение изложенной теории к решению конкретной задачи.

1. Б а т ь М. И., Джанелидзе Г. Ю., КельзонА. С. Теоретическая механика в примерах и задачах: Учеб. пособие для втузов. Т. 1. - М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат.. лит., 1990.

2. Т а р г С. М. Краткий курс теоретической механики: Учебник для втузов. 12-е издание, - М.: Высшая школа, 1998.

Читайте также: