Вопрос 16.5.(активизирующий). Как Вы думаете, ферма-ригель рамы рассчитывается на одну максимальную по величине нагрузку?(блок 3)

Да	Нет
Ваш ответ неверен, так как расчет фермы-ригеля необходимо вести для каждого элемента в отдельности на наиболее невыгодное сочетание из действующих на него нагрузок, от которых в каждом конкретном элементе возникают наибольшие усилия растяжения и сжатия.	Ваш ответ верен, так как расчет фермы-ригеля необходимо вести для каждого элемента в отдельности на наиболее невыгодное сочетание из действующих на него нагрузок, от которых в каждом конкретном элементе возникают наибольшие усилия растяжения и сжатия.

Вопрос 16.6.(активизирующий). Как Вы думаете, при кровле по прогонам ферму-ригель нужно рассчитывать на равномерно распределенную нагрузку от собственного веса покрытия?(блок 3)

Да	Нет
Ваш ответ неверен, так как нагрузка передается на ригель через прогоны, т.е. в виде сосредоточенных сил, поэтому ферму-ригель необходимо рассчитывать на узловую нагрузку (сосредоточенные силы).	Ваш ответ верен, так как нагрузка передается на ригель через прогоны, т.е. в виде сосредоточенных сил, поэтому ферму-ригель необходимо рассчитывать на узловую нагрузку (сосредоточенные силы).

Вопрос 16.7.(активизирующий). Как Вы думаете, при определении расчетных усилий в стержнях фермы учитываются усилия от всех могущих действовать нагрузок?(блок 3)

Да	Нет
Ваш ответ неверен, так как учитываются только усилия от нагрузок, которые увеличивают расчетную нагрузку, кроме нагрузки от постоянной нагрузки, которая учитывается всегда.	Ваш ответ верен, так как учитываются только усилия от нагрузок, которые увеличивают расчетную нагрузку, кроме нагрузки от постоянной нагрузки, которая учитывается всегда.

Вопрос 16.8.(активизирующий). Как Вы думаете, , всегда ли при определении расчетных усилий учитываются кратко временные нагрузки с коэффициентом сочетаний равным единице?(блок 3)

Да	Нет
Ваш ответ неверен, так как при учете двух и более кратко временных нагрузок усилия от них учитываются с пониженными коэффициентами сочетаний либо все с коэффициентом сочетаний равным 0,9, либо при количестве трех и более кратко временных нагрузок: наибольшая с коэффициентом 1, следующая по величине – с коэффициентом 0,8 и остальные с коэффициентами 0,6.	Ваш ответ верен, так как при учете двух и более кратко временных нагрузок усилия от них учитываются с пониженными коэффициентами сочетаний либо все с коэффициентом сочетаний равным 0,9, либо при количестве трех и более кратко временных нагрузок: наибольшая с коэффициентом 1, следующая по величине – с коэффициентом 0,8 и остальные с коэффициентами 0,6.

16.3.3..3. Определение расчетной нагрузки.

Нагрузка действующая на ферму, обычно прикладывается к узлам фермы (узловая нагрузка ), на которые опираются (подвешиваются) элементы поперечной конструкции (прогоны кровли, подвесного потолка) передающего нагрузки на ферму. В некоторых случаях все же приходится прикладыватьвнеузловую нагрузку непосредственно в панели (чащеравномерно распределенная по поясам нагрузка), хотя это утяжеляет конструкцию фермы, так как кроме продольных сил в элементах появляются изгибающие моменты. При этом в основной расчетной схемевнеузловая нагрузка распределяется между ближайшими узлами, но дополнительно учитывается местный изгиб пояса, который при этом рассматривают как неразрезную балку с опорами в узлах и расположенной на ней нагрузкой.

На фермы действуют несколько нагрузок: постоянные и временные. Например, в стропильных фермах усилия нагрузок следует определять от действия следующих нагрузок:

• постоянной, в которую входят: собственный вес несущих и ограждающих конструкций;

• временных, в которые входят: полезная нагрузка, действующая на подвешенное к ферме чердачное перекрытие; нагрузка от подвесного подъемно-транспортного оборудования; атмосферные нагрузки (от снега и ветра).

Для расчета ферм необходимо определить значения нормативных нагрузок (для расчета по жесткости - вторая группа предельных состояний) и расчетных нагрузок (для расчета на прочность или чрезмерное развитие пластических деформаций и на устойчивость), которые для каждого вида нагрузок получают путем умножения значений нормативных нагрузок на коэффициенты надежности по каждому виду нагрузки.

Нормативная постоянная нагрузка, действующая на узел стропильной фермы, зависит от грузовой площади , с которой она собирается (на рис. заштриховано); ее определяют по формуле где g_ср– вес ферм и связей, КН/м²; g_кр– вес кровли в КН/м²;- угол наклона верхнего пояса к горизонту; b – шаг ферм; d_Лd_П– длины примыкающих к узлу (слева и справа) панелей.

Расчетная постоянная нагрузка определяется по аналогичной формуле, только величину нагрузок g_ср и g_крпринимают со своими коэффициентами надежности по нагрузке.

Расчетную нагрузку от снега определяет по формуле , где S₀–вес снегового покрова на 1 м²горизонтальной проекции кровли;_fs- коэффициент надежности для снеговой нагрузки, который принимается по таблице 2.

Значение F_siдолжно определяться с учетом возможного покрова по кровле (около фонарей, перепадов высот, при очистке кровли от снега и др.). Загружение снегом половины фермы может оказаться невыгодным для средних раскосов (растянутый раскос станет сжатым).

Давление ветра учитывается для поверхностей с углом наклона к горизонту более 30⁰, что бывает в башнях, мачтах, а также в крутых треугольных стропильных фермах и при наличии фонарей. Ветровая нагрузка также приводится к узловой.

16.3.4. Определение расчетных усилий в стержнях ферм.

16.3.4.1. Методика определения усилий от различных видов нагрузок.

При расчете легких ферм предполагается, что в узлах системы идеальные шарниры, оси всех стержней прямолинейны, расположены в одной плоскости и пересекаются в узле в одной точке (рис. 16.1.). Стержни такой идеальной системы при узловой нагрузке работают только на осевые усилия: напряжения найденные по этим усилиям, являются основными, по которым проверяют несущую способность стержней фермы. В реальных фермах в связи с фактической жесткостью узловых соединений в стержнях фермы возникают дополнительные напряжения от узловых моментов, которые учитываются только при большой жесткости стержня h/l>1/10(при t до -40⁰) иh/l>1/15 (при t ниже -40⁰), гдеh- высота сечения иl– длина стержня.

Если оси стержней фермы не пересекаются в одной точке, то при расчете следует учесть узловой момент М=(N₁-N₂)e (рис. 16.2,а)

Усилия в элементах фермы определять лучше всего выполнив расчет на ЭВМ, воспользовавшись любой из известных программ. В этом случае будут определены и изгибающие моменты от жесткости узлов. Кроме того, усилия в элементах фермы можно определять любым методом строительной механики: методом сечений, методом вырезания узлов или графо-аналитически путем построения диаграммы Максвелла – Кремоны.

Если на ферму действует подвижная нагрузка, то для определения максимальных усилий в элементах фермы следует воспользоваться линиями влияния.

Если на ферму действует вне узловая нагрузка, то напряжения от возникающего момента являются основными и ими нельзя пренебрегать. Пояс фермы в этом случае можно рассматривать как неразрезную балку, опирающуюся на узлы фермы, а моменты определять по формулам при сосредоточенной нагрузке – , где коэффициент 0,9 учитывает неразрезность пояса (рис. 16.2.); при равномерно распределенной нагрузке - пролетный момент крайней панелимомент в узле (опорный)где q – распределенная нагрузка на ферму; d – длина панели.

Определение усилий следует выполнять отдельно для каждой нагрузки, а затем выбирать такое сочетание для каждого стержня, при котором усилие в элементе будет максимальным.

16.3.4.2. Примеры определения усилий в элементах ферм

Определение усилий в стержнях фермы с параллельными поясами, пролетом L = 24м, высотой h = 3 м и размером панели d = 3м. Узловая нагрузка Р = 100 кН.

а) Требуется определить усилия в опорном раскосе А-1 и стержне нижнего пояса А-2 методом вырезания узлов.

Проводим сечение I-I и рассматриваем равновесие отсеченного узла «А». Составляем уравнения равновесия узла относительно вертикальной Y и горизонтальной Х осей:

, откуда , т.е. опорный раскос – сжат;

, откуда - стержень А-2 растянут.

б) Требуется определить усилие в наиболее напряженном стержне 5-7 нижнего пояса фермы методом моментной точки.

Проводим сечение II-II по всей высоте фермы таким образом, чтобы стержень 5-7 попадал в сечение. Рассматриваем равновесие правой отсеченной части фермы. Составляем уравнение моментов относительно точки 6 – поскольку неизвестные усилия в стержнях 6-4 и 6-5 проходят через точку 6 и, следовательно, моменты от усилий в этих стержнях равны 0.

, откуда

, стержень 5-7 растянут.