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 Ап/Ареш =2.
Ступінь статичної невизначеності ферми:
n = 18+3-2∙10 =1.
Рисунок 2.5.3 – Розрахункова схема ферми
Основну систему вибираємо шляхом розрізання горизонтального стержня ферми (рис. 2.5.4).
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).
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 |
2А |
0б67 |
0б67 |
-8,00 |
-9,04 |
-5,78 |
-5,81 |
ВП |
4-9 |
3,0 |
2А |
0б67 |
0б67 |
-8,00 |
-9,04 |
-5,78 |
-5,81 |
|
НП |
6-14 |
3,0 |
2А |
-1,67 |
4,18 |
6,00 |
-15,03 |
0,47 |
-1,18 |
НП |
7-13 |
3,0 |
2А |
-1,67 |
4,18 |
6,00 |
-15,03 |
0,47 |
-1,18 |
НП |
10-13 |
3,0 |
2А |
-1,67 |
4,18 |
6,00 |
-15,03 |
0,47 |
-1,18 |
НП |
11-12 |
3,0 |
2А |
-1,67 |
4,18 |
6,00 |
-15,03 |
0,47 |
-1,18 |
НП |
1-13 |
6,0 |
2А |
-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 |
|