2.4 Модернизация фермы и её анализ

Основываясь на практических примерах конструкций [1], усовершенствована конструкция, проанализированная выше, добавлением верхней рамы и дополнительных 4 точек заделки с двух сторон. Верхняя рама должна скомпенсировать нагрузку на нижнюю раму, несмотря на свой добавочный вес. Вид рамы представлен на рисунке 13.

Рисунок 13 - Вид фермы с дополнительной верхней рамой

Этапы анализа фермы соответствуют предыдущему пункту, ниже приведены её результаты.

Рисунок 14 - Перемещения стержней (мм)

Рисунок 15 - Поворот стержней (градус)

Рисунок 16 - Напряжения в стержнях (H/мм²)

Рисунок 17 - Таблица реакции в опорах

Рисунок 18 - Таблица расхода материала

Рисунок 19 - Характер деформации (вид слева и вид спереди)

Вывод:

1) На карте перемещений стержней (рисунок 14), в точке максимума, каркас прогнулся, примерно, на 13,5 сантиметра, что в 18 раз меньше чем в предыдущем варианте конструкции, тем не менее, прогиб слишком велик, чтобы признать такую конструкцию годной для эксплуатации;

2) На карте поворота стержней (рисунок 15), видно, что место, где наблюдается максимальный поворот сечения, распределилось в зоне 1 секции, что компенсировало поворот каждой балки. Теперь максимум поворота не превышает 1,7, из этого следует, что конструкция «справилась» с неравномерной нагрузкой;

3) На карте напряжений в стержнях (рисунок 16), видно, что максимумы напряжений перераспределились и сместились в сторону нагрузки, что означает, что каркас уменьшил нагрузку на опоры конструкции. Тем не менее, в местах стыков балок в зоне нагрузки, напряжения составляют 600-700 H/мм².

4) Программа, исходя из расчёта на устойчивость, выдаёт коэффициент запаса устойчивости равный 25,594, что, говорит об улучшении конструкции;

5) По таблице расхода материала (рисунок 18), масса каркаса заметно увеличилась примерно в 2,5 раза, что существенно повлияло на распределение сил по опорам. И количество балок стало больше, из чего стоимость конструкции увеличилась;

6) Стоит обратить особое внимание на характер деформации конструкции в зоне нагружения (рисунок 19). Здесь несколько балок прогнулись в две стороны каждая, что весьма опасно в таких конструкциях.