2 РОЗРАХУНОК СТАТИЧНО НЕВИЗНАЧЕНИХ СИСТЕМ
2.5 Розрахунок статично невизначеної ферми (farm)

2.5.2 Приклад розрахунку

Перед рішенням заданої проблеми слід повторити теми, присвячені розрахунку статично визначених плоских ферм, а також методу сил.

Для заданої ферми (рис. 2.5.3) відношення площі поперечного перерізу поясів ферми до площі поперечного перерізу решітки Апреш =2.

Ступінь статичної невизначеності ферми:

n = 18+3-2∙10 =1.
Highslide J
Рисунок 2.5.3 – Розрахункова схема ферми

Основну систему вибираємо шляхом розрізання горизонтального стержня ферми (рис. 2.5.4).

Highslide J
Рисунок 2.5.4 – Основна система методу сил

Записуємо канонічне рівняння методу cил для знаходження невідомого Х1.

.

Для визначення коефіцієнта та вільного члена рівняння в основній системі методу сил необхідно визначити зусилля в стержнях від зовнішнього навантаження і від сили Х1=1. Зусилля в стержнях ферми визначаємо графічним методом (рис. 2.5.5).

Highslide J
Рисунок 2.5.5 – Визначення зусиль в стержнях ферми: а) від сили Х1=1; б) від зовнішнього навантаження

Одиничне та вантажне переміщення визначаємо використовуючи (2.5.3).    Для   зручності   використовуємо     табличну   форму   обчислень (таб. 2.5.1), де послідовно записуємо довжини та площі поперечних перерізів стержнів, значення зусиль в стержнях від одиничного та заданого навантаження. Зазначимо, що в розрахунках необхідно враховувати податливість розсіченого стержня 1-13.

Суми стовпців 5 і 7 дають значення  і , відповідно.

Значення невідомого зусилля: 

.

Зусилля в стержнях статично невизначеної ферми одержуємо за формулою (2.5.4) в стовпці 8 таблиці 2.5.1. Для даної ферми

Правильність розв’язку задачі перевіряємо шляхом виконання кінематичної перевірки (2.5.5), враховуючи, що в даному випадку . Результати перевірки подані в стовпці 9 таблиці 2.5.1.

Фізичний сенс цієї перевірки зводиться до обчислення переміщення за напрямком дії зайвого невідомого Х1, яке повинно дорівнювати нулю.


Таблиця 2.5.1 – Обчислення зусиль в стержнях ферми
 Номер стержня l, м A, м2 кН кН
1 2 3 4 5 6 7 8 9
ВП 3-8 3,0 0б67 0б67 -8,00 -9,04 -5,78 -5,81
ВП 4-9 3,0 0б67 0б67 -8,00 -9,04 -5,78 -5,81
 
НП 6-14 3,0 -1,67 4,18 6,00 -15,03 0,47 -1,18
НП 7-13 3,0 -1,67 4,18 6,00 -15,03 0,47 -1,18
НП 10-13 3,0 -1,67 4,18 6,00 -15,03 0,47 -1,18
НП 11-12 3,0 -1,67 4,18 6,00 -15,03 0,47 -1,18
НП 1-13 6,0 -1,0 3,00 0,00 0,00 3,31 9,93
 
С 6-7 3,0 А -0,67 1,35 0,00 0,00 -2,22 4,46
С 8-9 3,0 А 0,00 0,00 -4,00 0,00 -4,00 0,00
С 10-11 3,0 А -0,67 1,35 0,00 0,00 -2,22 4,46
С 14-13 2,0 А -0,67 0,90 0,00 0,00 -2,22 2,97
С 13-12 2,0   -0,67 0,90 0,00 0,00 -2,22 2,97
 
Р 2-6 4,24 А 0,94 3,75 -8,94 -33,84 -5,38 -21,43
Р 7-8 4,24 А 0,00 0,00 2,83 0,00 2,83 0,00
Р 9-10 4,24 А 0,00 0,00 2,83 0,00 2,83 0,00
Р 11-5 4,24 А 0,94 3,75 -8,49 -33,84 -5,38 -21,43
Р 1-14 3,61 А 1,20 5,20 0,00 0,00 3,97 17,21
Р 1-12 3,61 А 1,20 5,20 0,00 0,00 3,97 17,21
         
43,46
 
-143,88
  0,00