Калькулятор стропильной системы: Онлайн калькулятор расчета угла наклона и стропильной системы двухскатной крыши

Шаг 1 – Определение структуры

Узлы

Самая первая задача любого анализа – пронумеровать узлы в нашей структуре и определить начало системы координат. Это может быть в любой точке плоскости. Затем позиции каждого узла измеряются относительно этой исходной точки. Для анализируемой ферменной конструкции (рис. 1) мы выбрали исходную точку, расположенную вне конструкции. Так, например, узел 1 имеет координаты [0,6], а узел 7 имеет координаты [8,0]. Фактическое местоположение источника произвольно.

Определив начало координат и пронумеровав все узлы, мы можем ввести это в соответствующее поле ввода данных, рис. 2. Каждый узел определяется в новой строке. Будьте осторожны, чтобы не оставить запятую и конец строки, а также будьте осторожны, чтобы не нажать клавишу возврата (создав новую пустую строку) после того, как вы определили свой последний узел. Оба вызовут ошибку ввода данных, которую необходимо исправить перед отправкой.

Хотя вы можете вводить данные непосредственно в поле ввода данных определения узла, вам может быть проще определить свои узлы в электронной таблице, а затем скопировать и вставить эти данные непосредственно в поле ввода данных, Рис. 3. Как правило, это быстрее и проще позволяет избежать завершающей запятой и ошибок перехода на новую строку, о которых говорилось выше. Нажав кнопку « Example Data » под 3D-окном, вы откроете лист Google с полностью определенной структурой. Вы можете скопировать и вставить эти данные напрямую, если хотите.

После определения каждого узла он появится в окне 3D-вида, рис. 4.

Элементы

Определения элементов следуют тем же принципам, что и определения узлов. Каждый элемент определяется в новой строке с полным определением элемента, состоящим из:

• Номер элемента
• Номер узла в конце i
• Номер узла в конце j
• Модуль материала (Юнга)
• Площадь поперечного сечения
• Предел текучести
• Собственный вес

Вы можете вручную вводить данные построчно или копировать и вставлять непосредственно из электронной таблицы, рис. 5. Копирование из электронной таблицы здесь особенно удобно, поскольку в каждой строке повторяются данные. Примерный набор данных для структуры на рис. 1 можно скопировать из той же электронной таблицы, на которую мы ссылались выше. По мере определения каждого нового элемента он будет отображаться в 3D-виде, рис. 6.9.0003 Рис. 5. Элементы, определенные в электронной таблице (слева) и скопированные в окно ввода данных элементов (справа). Рис. 6. Элементы видны в окне 3D-вида после их определения.

Шаг 2. Определение опор/ограничений

Ограничения определяются путем указания номера узла, за которым следует «истина» или «ложь», чтобы указать, закреплен ли узел в горизонтальном направлении, и «истина» или «ложь», чтобы указать ограничение в вертикальное направление. В нашем случае у нас есть штифт в узле 1 и горизонтальный ролик в узле 5. Эти ограничения определены, как показано на рис. 7. После определения ограничения видны в трехмерном виде.

Шаг 3 – Определение приложенных нагрузок

Приложенные узловые нагрузки задаются путем указания номера узла, горизонтальной составляющей силы и вертикальной составляющей силы. Нагрузка для каждого узла должна быть определена в одной строке. Стрелки, указывающие на приложенные нагрузки, видны в 3D-виде. Наша конструкция будет выдерживать 3 вертикальные точечные нагрузки величиной 10 кН, 30 кН и 5 кН, направленные вниз в узлах 2, 3 и 4 соответственно, рис. 8. Направление указано отрицательным знаком. Точно так же горизонтальные силы справа положительны, а слева отрицательны.

Окончательную конструкцию, условия ограничения и приложенную нагрузку можно просмотреть в 3D-виде, рис. 9. Если вы удовлетворены, нажмите кнопку « Решить » в правом нижнем углу блока ввода данных. Это отправит ваш запрос на анализ.

Просмотр результатов калькулятора ферм

Отчет об анализе

После того, как вы отправите свой анализ и результаты будут рассчитаны и возвращены, под панелью ввода данных (теперь свернутой) появится несколько новых панелей. Панель ввода данных можно развернуть и отредактировать вводимые данные, щелкнув значок с розовой стрелкой справа от панели. Первым из новых блоков является аналитический отчет. В этом блоке суммируются выходные данные шагов расчета и количество проверок, выполненных для результатов.

Обратите особое внимание на пункты с номерами от 8 до 11. Проверки 8 и 9 проверяют равновесие горизонтальных и вертикальных сил и сообщают о разнице между приложенными силами и реакциями. Теоретически это число должно быть равно нулю, хотя на самом деле оно будет очень маленьким из-за того, как малые числа обрабатываются в языках программирования.

Проверка 10 вычисляет максимальное узловое отклонение как долю наибольшего межузлового расстояния в конструкции. Это дает представление о том, являются ли расчетные отклонения неоправданно большими. Очень большие отклонения по сравнению с масштабом конструкции предполагают, что конструкция и/или нагрузка заслуживают дальнейшего изучения. Вы должны используйте собственное инженерное решение для оценки приемлемости отклонений . Инструментарий выдаст предупреждение, если отклонение превысит 10% от максимального межузлового расстояния, но этот предел сам по себе является произвольным.

Проверка 11 показывает, не превысили ли какие-либо элементы заданный предел текучести. Чтобы результаты калькулятора ферм были действительными, все элементы должны оставаться в пределах своего диапазона упругости. В противном случае нелинейность материала приведет к неточным результатам калькулятора. Это одна из самых простых вещей, которую легко упустить из виду при простом анализе фермы, поэтому следите за красным предупреждающим знаком.

Данные таблицы

При условии, что все индикаторы в отчете об анализе окрашены в зеленый цвет, мы можем перейти к просмотру трех таблиц данных ниже, которые показывают реакции, осевые силы стержня и узловые смещения. Все таблицы доступны для фильтрации, сортировки и поиска. Участники, вошедшие в систему, также могут загружать данные таблицы в CSV-файл . Все операции с табличными функциями достаточно интуитивны и не требуют пояснений, поэтому мы не будем рассматривать каждую отдельную функциональность здесь.

Как и следовало ожидать, условное обозначение было осевым усилием; силы сжатия отрицательны, а силы растяжения положительны. Отклонения вправо и вверх (положительные направления глобальных осей x и y) являются положительными, а противоположные направления отрицательными.

Просмотр результатов в 3D-окне

Лучший способ быстро понять, как конструкция реагирует на приложенные нагрузки, — просмотреть результаты в 3D-окне. Чтобы получить наилучший обзор 3D-окна и его функций визуализации данных, вам следует посмотреть видеоролик о начале работы в верхней части этой статьи. Кроме того, просто поэкспериментируйте с панелью управления справа. Вы быстро поймете, что делает каждый переключатель и виджет. Кратко опишу функционал.

Осевые силы и реакции

Осевые силы можно просматривать с помощью цветовой карты, примененной к конструкции. Доступны два режима; ‘ Binary ‘, который указывает на растяжение и сжатие элементов, окрашивая их сплошным синим и красным цветом соответственно, и ‘ Continuous ‘, который применяет непрерывную цветовую карту, которая переходит от сплошного синего (максимальное натяжение) через белый (нулевое усилие) к сплошному красному (максимальное сжатие). Карта цветов соответствует шкале цветовых полос, которая проходит горизонтально под 3D-видом. Вы также можете просмотреть метки силы, показывающие величину силы, непосредственно над каждым элементом, рис. 12. Все параметры, управляющие визуализацией, доступны в разделе «Axial_Forces» панели управления справа.

Реакции поддержки можно включать и выключать. Включение реакций заменит опоры стрелками силы реакции, указывающими направление сил реакции. Величина указывается с аннотацией.

Прогиб и узловые перемещения

Изогнутую форму конструкции можно включать и выключать. Это также можно масштабировать с помощью ползунка в разделе «Отклонение» на панели управления. Это облегчает визуализацию небольших отклонений. Преувеличение прогиба также может помочь качественно выяснить, как конструкция реагирует на нагрузку. Метки можно включать и выключать, показывая смещения по осям x и y для каждого узла.

Общие операции с 3D-видом

В дополнение к параметрам визуализации данных, описанным выше, есть некоторые общие функциональные возможности 3D-вида, о которых стоит кратко рассказать. Несмотря на то, что мы рассмотрели конструкцию только с ортогонального вида спереди (наиболее подходящего для 2D-фермы), этот вид является полностью трехмерным, поэтому вы можете перемещать и вращать структуру с помощью левой кнопки мыши (нажмите и удерживайте), чтобы повернуть и правая кнопка мыши для панорамирования. Колесо прокрутки позволяет увеличивать и уменьшать масштаб. Нажав на один из гизмо 3D-вида в верхнем правом или нижнем левом углу окна, вы сможете легко вернуться к установленному ортогональному виду.

Каркасный вид конструкции может быть включен или выключен. Это особенно полезно при оценке отклоненной формы конструкции. Вы также можете включать и выключать номера узлов.

Последним вариантом является переключатель « Сбросить масштаб при обновлении ». При включении уровень масштабирования 3D-вида будет сбрасываться после каждого изменения панели параметров. Уровень масштабирования обновляется, чтобы максимизировать размер структуры в окне просмотра. Если вы не хотите, чтобы уровень масштабирования обновлялся при изменении чего-либо на панели параметров, просто отключите эту функцию. Это полезно, когда вы увеличили масштаб, чтобы исследовать область конструкции, и не хотите терять уровень масштабирования при изменении параметра визуализации на панели управления.

Подведение итогов и сравнение пользователей-гостей и участников

Это бесплатный калькулятор ферм, однако существуют некоторые ограничения на размер конструкции, которую можно проанализировать без входа в систему в качестве члена.

Если вы хотите анализировать более крупные конструкции, вам необходимо стать участником с полным доступом, чтобы иметь неограниченный доступ к набору инструментов калькулятора ферм.

На этом все, увидимся в следующем.

Линкедин Твиттер YouTube

Автор

Доктор Шон Кэрролл

Бакалавр искусств (с отличием), MSc, PhD, CEng MIEI, FHEA

Привет, я Шон, основатель DegreeTutors.com. Я надеюсь, что вы нашли этот урок полезным. Проведя 10 лет в качестве преподавателя в университете по проектированию конструкций, я запустила DegreeTutors.com, чтобы помочь большему количеству людей понять инженерию и получить такое же удовольствие от ее изучения, как и я. Не стесняйтесь связаться или подписаться на DegreeTutors в любой из социальных сетей.

Подпишитесь на обновления учебников и курсов

© 2023 DegreeTutors & Mind Map Media Ltd. Все права защищены

Онлайн-решатель 2D-ферм — FedericoBonfigli.

С помощью этого небольшого веб-приложения вы можете решить любую плоскую ферму максимум с 30 узлами. Система рассчитывает осевые силы, смещения соединений и деформации элементов конструкции. Он также рисует деформированную конструкцию из-за нагрузок, приложенных к суставам. Система работает, но обязательно проверяйте результаты, так как она не предназначена для профессионального использования.

1.	Добавить суставы	Coor X (м)	Коор Y (м)
	(альтернативно) Добавить соединения из списка	вставьте координаты соединений в следующем формате: X1/Y1(пробел)X2/Y2(пробел). ..Xn/Yn
2.	Добавить объект кадра	Первый шарнир (или нажмите на первый стык) Последний стык (или нажмите на последний сустав)	Площадь сечения мм2 Модуль Юнга Н/мм2
3. LEAVE A REPLY Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Рубрики Газобетон Дом Разное Своими руками Советы Строительство Схема