3. Ферманың бас өлшемдері

Ферма аралығын табу. Аралық пен ферма ұзындығы көбінде құрылымның пайдалануға қойылатын талаптарына сәйкес жинақтау кезінде конструктордың ұсынылуымен анықталады.

Стропилалық ферманың, көпірлі кран, гидротехникалық қақпа т.б. аралықтары құрылымның технологиялық немесе архитектуралық сұлбасына сәйкес анықталып, көрші элементтерге жалғасу түріне сәйкес дәлденеді.

Стропилалық ферма тіреуге (ұстынға) еркін тірелгенде оның есепті аралығы (тіреу бөлігінің өстер ара қашықтықтары) жуық шамамен келесі фомулалармен анықталуы мүмкін:

Еркін жатқан фермалар үшін: (192)

Ортаңғы аралықтағы фермалар үшін: (193)

бұл жерде: - тіреу араларындағы қашықтық;

- тіреудің ені.

Фермалар металл ұстындарға жанынан бекітілген кезде, ферма аралығы ұстын арақашықтықтарына тең етіп қабылданады.

Егер де конструкция аралығы технологиялық талаптармен шектелмесе (эстакадалар, құбырды көтеретін конструкциялар т.б.), онда оның аралығы ферма мен тіреудің құны ең аз болуына сәйкес экономикалық тиімді шамаларға тең етіп қабылданады.

Үш бұрышты фермалардың биіктігі. Үш бұрышты ферманың биіктігі жабынның аралығы мен ылдилауына байланысты функция, ал олар жабын материалына байланысты. Негізінен үш бұрышты фермалар үлкен ылдилау бұрышы (25⁰ – 45⁰) керек материалдарды қолданғанда пайдаланылады, ал ол сәйкес.

Үш бұрышты ферманың биіктігі ферманың ең аз массасына сәйкес биіктігінен артық, сол себепті металл шығыны бойынша бұл фермалар аса тиімсіз.

Ферманың ортасындағы биіктігін төменгі белдеуді көтеру арқылы азайтуға болады, тіреу түйіні аса сүйір болмауы керек.

Трапеция тәрізді, белдеулері параллель фермалардың ұтымды биіктігін анықтау. Егер конструктивтік шешім ферма биіктігін шектемесе, онда ферма биіктігі ферманың ең аз массасына сәйкес табылады, ол экономика жағынан ең тиімдісі болып саналады. Ферма салмағы – белдеулер мен торлар салмағынан тұрады. Ферманың биіктігі өскен сайын белдеулер салмағы азаяды, өйткені белдеулердегі ішкі күш биіктікке кері пропорционал шама

,

Тор салмағы ферма биіктігі өскен сайын арта түседі, өйткені, көлбеу тіреулер мен тік тіреулердің ұзындығы да үлкейеді. Сол себепті, ферманың ең ұтымды биіктігін, металл шығынын ең аз мөлшеріне сәйкес шамасын табуға болады. Белдеулер салмағы келесі формуламен табылады:

(194)

бұл жерде - белдеудегі есепті ішкі күш;

- болаттың есепті қарсыласуы;

- белдеудің көлденең қимасының ауданы;

- белдеу ұзындығы;

- болаттың орташа тығыздығы;

- белдеудің конструктивтік коэффициенті.

Осыған сәйкес, тордағы көлбеу тіреудің салмағы да анықталады:

(195)

бұл жерде көлбеу тіреудегі ішкі күш;

- көлбеу тіреудің ұзындығы;

- көлбеу тіреудің конструктивтік коэффициенті.

Сонымен үшбұрышты торлы ферманың толық салмағы:

(196)

бұл жерде екенін ескеріп (196) қойып өрнекті аламыз:

, (197)

бойынша туынды тауып, оны нөлге теңестірсек:

(198)

Осыдан ферманың ұтымды биіктігі келесі формуламен анықталады:

_ұтым , (199)

- аралық, - белдеу саны, ал

ескерсек ферманың ұтымды биіктігі:

_ұтым , (200)

Ұтымды биіктіктің аралыққа қатынасы:

, (201)

Көлбеу торлы фермада:

, (202)

Үшбұрышты қосымша тіреулі фермада:

, (203)

Сонымен ферманың ұтымды биіктігі тор жүйесінің түріне байланысты, көлбеу тіреулі торлы ферманың салмағы үшбұрышты торлы фермаға қарағанда 40 % жеңіл, ал үшбұрышты қосымша тіректі жүйелі фермаға қарағанда 20 % жеңіл.

Формулалар бойынша анықталған ферманың есепті биіктігі жуық.

Іс жүзінде белдеуі параллель және соған жақын трапеция тәрізді фермалар биіктігі (203) формула бойынша табылған шамалардан кемдеу аралығында қабылданады, жеңіл фермалар үшін аздауы, ауыр фермалар үшін көптеуі қабылданады. Ферманың биіктігінің ұтымды биіктігінің ауытқуы, тасымалдау, даярлау, монтаждау талаптарына байланысты. Ферма биіктігі тасымалдау шарты бойынша 3,85 м – ден артпауы қажет. Трапеция тәрізді фермалардың тіреудегі биіктігі – жоғарғы белдеу ылдилауы аралығында болғанда аралығында болуы шарт.

Ферма биіктігін қатаңдық шартына сәйкес анықтау. Ферма биіктігінің ең аз шамасы иілу мөлшерінінің рұқсат етілген шамасына байланысты анықталады. Кәдуілгі жабындарда ферма қатаңдығы – пайдалану шарты бойынша қойылатын талаптардан жоғары. Жылжымалы жүк әсер ететін конструкцияларды (ілінген жүк көтергіші бар стропилалық фермаларда, көпірлі кран асты фермаларда, кран асты эстакада фермаларында) қатаңдық талабы аса жоғары ол ферманың биіктігінің негізгі анықтағаны болып саналады. Кейбір кезде, алюминий қорытпаларын, беріктігі аса жоғары болат қолданылған фермалар биіктіктері қатаңдық талабына сәйкес анықталады.

Ферманың иілу мөлшері – аналиткалық жолмен Мор формуласын қолдана табуға болады.

, (204)

бұл жерде - бірлік күш әсер еткендегі ферма шыбықтарындағы ішкі күш;

- ферма шыбықтарындағы сыртқы әсер ететін күштер пайда болатын ішкі күш;

Графикалық тәсілмен Виллио диаграммасын салу арқылы.

Виллио диаграммасы – жоғарғы және төменгі белдеулердің иілу сызығын табу қажет болған кезде тұрғызылады. Формуланы қолданып ферманың ең кіші биіктігінің аралығына қатынасын табуға болады: бұл жерде жақша ішіндегі екінші мүше тордың әсерін ескеретін шама; - иілу мөлшерінің аралыққа қатынасының шекті шамасы;

(205)

бұл жерде - тұрақты және уақытша жүктердің мөлшерлі шамалары;

- жүктердің сенімділік коэффициенттері.

№12 дәріс. Тақырып: Фермалардың нақты жұмысы және оларды есептеу.Жүктеме астындағы жұмысы.

1. Есепті жүкті анықтау