Калькулятор фермы

Калькулятор фермы - это незаменимый инструмент, с помощью которого можно просчитать оптимальную конструкцию с учетом выбранной формы, материалов, размеров, нагрузки и раскрепления. Ферма - это жесткая (геометрически неизменяемая) конструкция из прямолинейных стержней, которые соединены между собой по концам с помощью шарниров. По материалу изготовления фермы классифицируются на металлические, деревянные, металлодеревянные, железобетонные. В приведенном калькуляторе можно рассчитать только металлические и деревянные фермы.

Калькулятор фермы - онлайн расчет конструкции

Для расчета фермы в калькуляторе пошагово введите все исходные данные. Если при вводе данных у вас возникают трудности, ознакомьтесь с тем, как пользоваться калькулятором (следующий пункт).

Как пользоваться калькулятором фермы

Расчет фермы предполагает несколько этапов заполнения исходных данных:

В первую очередь нужно определиться с видом фермы. В вашем распоряжении пять распространенных типов конструкции.
Выбрав подходящий вид фермы, уточняем ее геометрические параметры. Во вкладке «Геометрия» можно задать схему фермы с разным расположением стоек и раскосов, длину пролета и высоту фермы.
На следующем этапе задаются нагрузки на ферму. Здесь вы можете либо задать сосредоточенную нагрузку на узлы фермы либо нагрузку на площадь (сосредоточенная нагрузка на узел при этом пересчитается).
Во вкладке «Сечение» задается материал фермы (сталь или дерево), сечение элементов фермы и класс/сорт материала данных элементов. Если все элементы фермы имеют одно сечение профиля (например изготовлены из квадратной профильной трубы), то для удобства заполнения полей всех элементов нажмите кнопку «для всех». Важно на данном этапе не забыть заполнить графу «класс/сорт». В противном случае калькулятор не просчитает ферму.
Последний этап позволяет указать связи (если это необходимо). Здесь можно задать точки раскрепления или шаг раскрепления. Основное назначение связей - объединять плоские элементы в пространственную систему, способную воспринимать нагрузки действующие на конструкцию в любом направлении. Раскреплением из плоскости может служить как связь между фермами, так и прогоны.

Заполнив все исходные данные переходим во вкладку «Результат» и нажимаем на кнопку «Расчет фермы». Результат расчета фермы будет сведен в таблицу. Расшифруем полученные значения:

Расчетные усилия в стержнях фермы. Если стержень сжат - значение отрицательное, если стержень растянут - положительное, если значение равно нулю - значит, это нулевой стержень.
Сечение стержней фермы. Рядом с каждым сечением будут кнопки «-» и «+», которыми можно уменьшать либо увеличивать сечение стержня.
Запас по прочности/устойчивости (расчет учитывает минимальный запас в 50%). Если запас подсвечен красным и равен нулю, то принимать такое сечение нельзя, и необходимо либо менять схему фермы, либо задать другое сечение.
Гибкость стержня. Если гибкость равна «NO» или подсвечена красным, то принимать такое сечение нельзя, необходимо либо менять схему фермы, либо задать другое сечение.

Методики расчета фермы

Основной целью статического расчета фермы является определение усилий в ее стержнях. По этим усилиям в дальнейшем производят подбор сечений элементов фермы и расчет узловых креплений элементов. Выделяют следующие методы для определения усилий в стержнях фермы под действием неподвижных нагрузок:

Метод вырезания узлов предполагает последовательное мысленное вырезание узлов фермы, к которым прилагаются соответствующие внешние силы и реакции стержней. Расчет начинается с узла, в котором соединяются два стержня. Каждый следующий узел выбирается так, чтоб с ним совпадало не больше двух стержней с неизвестными реакциями.
Метод сечений предполагает мысленное разделение фермы на две части сечением, которое проходит через три стержня, в которых (или в одном из них) нужно определить усилия, и рассматривается равновесие одной из частей. Действие отброшенной части заменяется соответствующими силами, которые имеют направление вдоль перерезанных стержней от узлов, то есть, считая стержни растянутыми, как и в методе вырезания узлов.
Используя метод линий влияния, ферма нагружается единичной силой, которая двигается вдоль пояса, по которому двигается реальная нагрузка (нагрузка передается через узлы).

Шаг 4. Сечение, материал фермы





Материал:
№	Сечение	Вид	Класс/сорт
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33

Шаг 6. Результат: подбор сечения, запас прочности






№	Расч. усилия, кг	Сечение	Запас, %	Гибкость
1	{{S1}}	{{otvet[0].profil}}	{{otvet[0].zapas \| number:0}}	{{otvet[0].gibkost}}
2	{{S2}}	{{otvet[1].profil}}	{{otvet[1].zapas \| number:0}}	{{otvet[1].gibkost}}
3	{{S3}}	{{otvet[2].profil}}	{{otvet[2].zapas \| number:0}}	{{otvet[2].gibkost}}
4	{{S4}}	{{otvet[3].profil}}	{{otvet[3].zapas \| number:0}}	{{otvet[3].gibkost}}
5	{{S5}}	{{otvet[4].profil}}	{{otvet[4].zapas \| number:0}}	{{otvet[4].gibkost}}
6	{{S6}}	{{otvet[5].profil}}	{{otvet[5].zapas \| number:0}}	{{otvet[5].gibkost}}
7	{{S7}}	{{otvet[6].profil}}	{{otvet[6].zapas \| number:0}}	{{otvet[6].gibkost}}
8	{{S8}}	{{otvet[7].profil}}	{{otvet[7].zapas \| number:0}}	{{otvet[7].gibkost}}
9	{{S9}}	{{otvet[8].profil}}	{{otvet[8].zapas \| number:0}}	{{otvet[8].gibkost}}
10	{{S10}}	{{otvet[9].profil}}	{{otvet[9].zapas \| number:0}}	{{otvet[9].gibkost}}
11	{{S11}}	{{otvet[10].profil}}	{{otvet[10].zapas \| number:0}}	{{otvet[10].gibkost}}
12	{{S12}}	{{otvet[11].profil}}	{{otvet[11].zapas \| number:0}}	{{otvet[11].gibkost}}
13	{{S13}}	{{otvet[12].profil}}	{{otvet[12].zapas \| number:0}}	{{otvet[12].gibkost}}
14	{{S14}}	{{otvet[13].profil}}	{{otvet[13].zapas \| number:0}}	{{otvet[13].gibkost}}
15	{{S15}}	{{otvet[14].profil}}	{{otvet[14].zapas \| number:0}}	{{otvet[14].gibkost}}
16	{{S16}}	{{otvet[15].profil}}	{{otvet[15].zapas \| number:0}}	{{otvet[15].gibkost}}
17	{{S17}}	{{otvet[16].profil}}	{{otvet[16].zapas \| number:0}}	{{otvet[16].gibkost}}
18	{{S18}}	{{otvet[17].profil}}	{{otvet[17].zapas \| number:0}}	{{otvet[17].gibkost}}
19	{{S19}}	{{otvet[18].profil}}	{{otvet[18].zapas \| number:0}}	{{otvet[18].gibkost}}
20	{{S20}}	{{otvet[19].profil}}	{{otvet[19].zapas \| number:0}}	{{otvet[19].gibkost}}
21	{{S21}}	{{otvet[20].profil}}	{{otvet[20].zapas \| number:0}}	{{otvet[20].gibkost}}
22	{{S22}}	{{otvet[21].profil}}	{{otvet[21].zapas \| number:0}}	{{otvet[21].gibkost}}
23	{{S23}}	{{otvet[22].profil}}	{{otvet[22].zapas \| number:0}}	{{otvet[22].gibkost}}
24	{{S24}}	{{otvet[23].profil}}	{{otvet[23].zapas \| number:0}}	{{otvet[23].gibkost}}
25	{{S25}}	{{otvet[24].profil}}	{{otvet[24].zapas \| number:0}}	{{otvet[24].gibkost}}
26	{{S26}}	{{otvet[25].profil}}	{{otvet[25].zapas \| number:0}}	{{otvet[25].gibkost}}
27	{{S27}}	{{otvet[26].profil}}	{{otvet[26].zapas \| number:0}}	{{otvet[26].gibkost}}
28	{{S28}}	{{otvet[27].profil}}	{{otvet[27].zapas \| number:0}}	{{otvet[27].gibkost}}
29	{{S29}}	{{otvet[28].profil}}	{{otvet[28].zapas \| number:0}}	{{otvet[28].gibkost}}
30	{{S30}}	{{otvet[29].profil}}	{{otvet[29].zapas \| number:0}}	{{otvet[29].gibkost}}
31	{{S31}}	{{otvet[30].profil}}	{{otvet[30].zapas \| number:0}}	{{otvet[30].gibkost}}
32	{{S32}}	{{otvet[31].profil}}	{{otvet[31].zapas \| number:0}}	{{otvet[31].gibkost}}
33	{{S33}}	{{otvet[32].profil}}	{{otvet[32].zapas \| number:0}}	{{otvet[32].gibkost}}
Ориентировочная масса фермы			{{massa_fermy*0.9 \| number:0}}	кг

№ узла	Раскреплен
1
2
3
4
5
6
7
8
9