В этой статье речь пойдет о расчете рамы пролетом 21м, частью которой является ферма типа "Молодечно". Этот тип ферм характерен, прежде всего, наличием жестких узлов решетки. Ферма должна быть запроектирована из гнутосварных профилей по ГОСТ 30245-2004, колонны - широкополочные двутавры по СТО АСЧМ 20-93.

Рис. 1 - Расчетная схема рамы.

Как видно из расчетной схемы, ферма имеет строительный подъем 100мм и разделена на 3 монтажных марки (левая и правая части, центральная стойка). Монтажные марки соединены между собой шарнирно. Крепление фермы к колоннам также выполнено шарнирно. Обратите внимание на эксцентриситет 150мм - таким образом моделируется толщина колонны и в ней будет возникать дополнительный изгибающий момент. Почему 150мм? Так принято в первом приближении в расчете на колонну 30Ш1.

Кровля - теплая беспрогонная. Покрытием является профилированный настил, уклон кровли - 20%, т.к. профлист укладывается без герметизации швов. Стены цеха закрыты сэндвич-панелями. Ниже приведена таблица нагрузок.

Рис. 2 - Таблица нагрузок.

Схему рамы, как обычно, сначала отрисовываем в AutoCADe, затем из SCAD импортируем ее. Первое, что нужно сделать, это повернуть раму так, чтобы она стояла вертикально. Для этого нажмем "Геометрические преобразования" на вкладке "Схема" и выполним поворот Ux на 90 градусов. Разобьем схему на отдельные стержни при помощи кнопок "Дробление стержней в точке пересечения" и "Дробление стержней с учетом существующих узлов" на вкладке "Узлы и элементы" -> "Элементы". Произведем упаковку узлов и элементов, удаление совпадающих узлов и т.д.

Назначим связи. Колоннам - по X,Y,Z,Uy,Uz, ферме - по Y. Точки раскрепления фермы из плоскости показаны на рис. 1. Считаем, что верхний пояс полностью раскреплен профнастилом.

Назначим жесткости. Для фермы - любой квадратный профиль по ГОСТ 30245-2004, для колонн - предварительно 30Ш1 по СТО АСЧМ 20-93. Стержень моделирующий эксцентриситет должен быть достаточно жесткий, чтобы передать изгибающий момент на колонну. В этом примере мы не будет использовать жесткие вставки, поэтому для простоты назначим ему жесткость - двутавр 30Ш1 (как у колонны). Визуально проверить правильность ориентации профилей можно, используя "Презентационная графика" в фильтрах отображения. Также необходимо разбить колонны на большее количество стержней. Так как колонна высотой почти 7м, целесообразно разбить ее на 7 частей. Вкладка "Узлы и элементы" -> "Элементы" -> кнопка "Разбивка стержня".

Шарниры (Uy,Uz) устанавливаем согласно расчетной схеме. Здесь важно обратить внимание на один момент - шарниры, соединяющие монтажные марки фермы. Если назначить шарниры всем элементам, подходящим к узлу, то узел сможет свободно вращаться и SCAD выдаст ошибку в протоколе расчета. Поэтому мы установим шарниры на все элементы, кроме центральной стойки фермы.

Пришло время приложения нагрузок. Собственный вес приложим автоматически с коэффициентом 1.05. Остальные загружения приведены ниже в расчете на шаг рам 4м.