Стержневые системы, фермы и их расчет - Реферат

Липецкий государственный технический университет РЕФЕРАТ на тему: Стержневые системы, фермы и их расчет по дисциплине: Теоретическая механикаВ таком же значении иногда используют термин «брус», а термином «стержень» называют тела удлиненной формы, которое сопротивляются только усилиям сжатия и растяжения (в противоположность балке, которая работает преимущественно на изгиб). Стержень, работающий главным образом на изгиб, называется балкой или брусом. Тонкостенные стержни подразделяются на стержни с открытым и замкнутым поперечным сечением. Стержни образуют многочисленные несущие системы зданий и сооружений. Из стержней состоят балочные и арочные системы, рамы, фермы, решетчатые башни и вышки, сетчатые оболочки, а также разнообразные каркасные системы зданий (стоечно-балочные, связевые, рамно-связевые, рамные).Ферма - сквозная решетчатая конструкция, состоящая из отдельных прямоугольных стержней, соединенных между собой в узлах. Ферму называют плоской, если все ее стержни лежат в одной плоскости. Все внешние нагрузки к ферме прикладываются только в узлах. При расчете фермы, трением в узлах и весом стержней (по сравнению с внешними нагрузками), пренебрегают или распределяют веса стержней по узлам, тогда на каждый из стержней фермы будут действовать две силы, приложенные к его концам, которые при равновесии могут быть направлены только вдоль стержня. Расчет фермы состоит из следующих этапов: подсчет узловых нагрузок, определение усилий в стержнях поясов решетки; подбор сечений стержней фермы с проверкой их прочности и устойчивости; расчет узловых и стыковых соединений.· Расстояние между осями опор фермы называется пролетом. · Стержни, расположенные по внешнему контуру фермы, называются поясными и образуют пояса. · Стержни верхнего контура фермы образуют верхний пояс (1), а стержни нижнего контура - нижний пояс (2).Очертание верхнего пояса ферм определяется, главным образом, архитектурой здания и увязывается с материалом кровли и уклоном. Фермы с параллельными поясами и трапецевидные наиболее просты по форме и в изготовлении, поэтому они широко применяются в гражданских и промышленных зданиях различного назначения, имея небольшую строительную высоту по сравнению с фермами других типов. Фермы с параллельными поясами проектируют под рулонную кровлю. Фермы, как правило, проектируют таким образом, чтобы основная нагрузка на них передавалась через узлы верхнего или нижнего пояса. Общим недостатком треугольной системы решетки является наличие сжатых длинных раскосов, восходящих в фермах с параллельными поясами и нисходящих в треугольных фермах.Статически неопределимой фермой называется ферма, для определения усилий в элементах которой кроме уравнений статического равновесия необходимы дополнительные уравнения - уравнения деформаций. Степень статической неопределимости равна числу так называемых лишних связей, удаление которых превращает статически неопределимую ферму в определимую и геометрически неизменяемую систему. Различают внешне статически неопределимые фермы и внутренне статически неопределимые фермы.При рассмотрении геометрической структуры стержневых систем учитывается, что фермы, имеющие во всех своих частях минимально необходимое для обеспечения неизменяемости число стержней, могут быть мгновенно изменяемыми. Таким образом, наличие необходимого числа стержней еще не обеспечивает геометрической неизменяемости системы. Одновременно можно доказать и обратное положение: если при любой заданной нагрузке усилие в каждом элементе системы имеет вполне определенное конечное значение, а при отсутствии нагрузки (при так называемой нулевой нагрузке) усилия во всех элементах равны нулю и такое (нулевое) решение является единственно возможным, то система геометрически неизменяема.Фермы, образованные из шарнирного треугольника путем последовательного присоединения узлов (причем каждого с помощью двух стержней, не лежащих на одной прямой), называются простейшими. В теории плоских простейших ферм используются следующие гипотезы: · все стержни прямолинейны; · весом стержней по сравнению с приложенной нагрузкой можно пренебречь (стержни невесомы); Нулевыми называются стержни, ненагруженные силой, на концах которых находятся точечные шарниры и весом которых можно пренебречь. Если в незагруженном узле фермы сходятся два стержня, то усилия в этих стержнях равны нулю.Активные силы и реакции опор являются внешними силами для всей фермы, рассматриваемой как твердое тело; усилия в стержнях в этом случае - внутренние силы. Для решения задачи надо рассмотреть равновесие тела, к которому приложены заданные и искомые силы или силы, равные искомым (например, если надо найти давление на опору, то можно рассмотреть равновесие тела, к которому приложена численно равная этой силе реакция опоры и т. п.).

Содержание

1. Основные виды стержневых систем

2. Понятие о ферме, задача расчета ферм

3. Элементы фермы

4. Классификация ферм

5. Фермы с лишними стержнями и без лишних стержней

6. Геометрическая неизменяемость ферм

7. Простейшие фермы, основные гипотезы

8. Способы определения усилий в стержнях простейших ферм

9. Современные математические модели расчета стержневых конструкций

Список использованных источников стержневой ферма простейший математический

1. Основные виды стержневых систем