Фермы

С помощью этого режима осуществляются все необходимые проверки стержневых элементов стальных ферм на прочность и устойчивость в соответствие с требованиями EN 1993-1-1:2005 и EN 1993-1-5:2005. При этом работа начинается с определения расчетных зна­чений усилий от задаваемых внешних нагрузок для схем конструкций, наиболее часто используемых в прак­тике проектирования. Возможен вариант работы с подбором сечений из заранее составленного сортамента поперечных сечений.

В табл. 1 представлены проверки стержневых элементов ферм в соответствии с EN 1993-1-1:2005 и EN 1993-1-5:2005, которые реализованы в этом режиме.

Таблица 1. Список проверок стержневых элементов ферм по EN 1993-1-1 и EN 1993-1-5

Главное окно режима Фермы включает четыре страницы: Общие данные, Сечения, Параметры и Нагрузки.

Страница Общие данные включает выпадающий список Очертание поясов фермы, в котором пользователю необходимо выбрать вид фермы в зависимости от очертания ее поясов. В режиме предусмотрен автоматизированный расчет стальных ферм следующих видов: с параллельными поясами, треугольных, трапецеидальных, с полигональным верхним поясом, односкатные и двухскатные. Все фермы предполагаются статически определимыми.

Для выбранной конфигурации поясов фермы задается пролет фермы, ее высота на опоре и количество элементов пояса фермы. Если речь идет о трапецеидальных фермах или фермах с полигональным верхним поясом, то пользователю необходимо также задать дополнительные геометрические параметры.

На этой же странице в группе элементов интерфейса Раскрепления из плоскости с помощью соответствующих кнопок пользователем указывается вариант раскрепления из плоскости фермы узлов фермы верхнего пояса (все или через один) и нижнего пояса (только крайние или крайние и посередине пролета). Предполагается, что в плоскости изгиба ферма раскреплена статически определимым образом. В случае, если выбран маркер Задаются пользователем, становится доступной кнопка Номера узлов, нажатием которой вызывается диалоговое окно Раскрепления из плоскости. В этом окне приведена расчетная схема фермы с пронумерованными узлами и таблица, в которой каждому узлу фермы соответствует маркер. Активное состояние маркера говорит о наличии раскрепления (линейной связи, ориентированной из плоскости фермы) в данном узле. Раскрепленные узлы помечаются на схеме синим цветом. Узлы, помеченные в таблице серым цветом, раскрепляются по умолчанию и их состояние изменить нельзя.

На странице Сечения назначаются поперечные сечения для стержневых элементов фермы. Предполагается, что по длине фермы сечения поясов фермы 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 кнопки элементы фермы одного конструктивного типа (Верхнего пояса, Нижнего пояса, Раскосов, Стоек, Опорных раскосов) выделяются на схеме красным цветом, а в поле выбора отображается их сечение.

На странице Параметры задается класс стали для стержневых элементов фермы при помощи нажатия кнопки . В поле Коэффициент надежности по ответственности необходимо ввести соответствующий коэффициент, на который автоматически будут умножены все расчетные значения нагрузок, определяемых на странице Нагрузки.

В группе элементов интерфейса Ограничения этой страницы предусмотрена возможность задать предельно допустимое значение прогиба фермы в долях от величины пролета для комбинаций второй группы предельных состояний: характеристической комбинации, для практически постоянной комбинации и для частой комбинации. Предусмотрена возможность назначения предельного прогиба фермы в форме доли пролета (величина 1/А), где А есть набор наиболее часто употребляемых величин (120, 150, 200, 250, 300 и т.п.).

На этой же странице в группе элементов интерфейса Расчетные длины задается информация относительно расчетных длин стержневых элементов фермы. Для этого следует активизировать маркер Расчетные длины, а также выбрать способ задания расчетных длин (Расчетная длина или Коэффициент расчетной длины) и нажать кнопку , которая открывает доступ к диалоговому окну Расчетные длины.

В таблице диалогового окна Расчетные длины для каждого стержневого элемента фермы (номера элементов приводятся на схеме) задаются данные о расчетных длинах в плоскости и из плоскости фермы. Кроме того, в каждой строке этой таблицы приводится информация о геометрической длине соответствующего элемента. По умолчанию расчетные длины стержневых элементов стальных ферм приняты равными их геометрической длине (коэффициент расчетной длины, по умолчанию, принят равным единице).

После ввода информации о расчетных длинах стержневых элементов фермы кнопка  меняет свой вид и выглядит следующим образом: .

Страница Нагрузки во многом напоминает ту, которая описана в режиме Огибающие, однако здесь имеются и свои особенности. В данном режиме пользователю предоставлена возможность задать либо равномерно распределенную нагрузку на весь пояс, или на его половину, либо сосредоточенную нагрузку в узлах фермы. При этом, для сосредоточенной нагрузки необходимо задать номер узла, который выбирается из выпадающего списка Номер узла. Место приложения распределенной нагрузки определяется соответствующими кнопками выбора группы элементов интерфейса Группа элементов: Верхний пояс, Нижний пояс, Левая половина верхнего пояса или Правая половина верхнего пояса. 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 внутренних усилий.

Имеется возможность указать наличие или отсутствие динамических нагрузок на ферме. Если все нагрузки являются статическими, то проверка гибкости растянутых элементов выполняется только в вертикальной плоскости.

Нажатие кнопки Вычислить приводит к появлению значения K_max и указанию типа проверки (прочность, устойчивость, гибкость), при которой этот максимум реализовался. Используя кнопку Факторы, можно ознакомиться и со значениями всех других коэффициентов использования ограничений.

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 < 1. Такие переходы осущест­вляются до тех пор, пока по всем проверкам не будет выполнено условие K < 1, а замена профиля бли­жай­шим меньшим даст 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.

Пользователь может отвергнуть эти рекомендации (кноп­ка Выйти) или согласиться с ними. В последнем случае нажи­ма­ет­ся кнопка Применить, и все рекомендованные сече­ния бу­дут пе­ре­даны для выполнения проверочного расчета новой конструкции.

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 расчетными сочетаниями опорных реакций, общий вес фермы и площадь окраски.