Конструктор ферм и МКЭ-решатель в браузере: усилия в стержнях, проверки прочности, устойчивости и гибкости по СП 16.13330, подбор сечений из сортамента и отчет DOCX.
Расчетная схема и эпюры — бесплатно. От трех параметров до готовой фермы — меньше минуты.
Сквозной пример страницы — ферма с параллельными поясами пролетом 24 м: конструктор генерирует 19 узлов и 35 стержней по трем параметрам, решатель строит эпюру продольных сил, полный расчет по СП 16.13330 оценивает каждый стержень.
Классическая идеализация фермы — шарнирные узлы и узловая передача нагрузки: пояса и решетка работают на продольные силы N. Внеузловая нагрузка на пояс тоже считается — с локальным изгибом стержня.
пояса × решеткаТри параметра → узлы → стержниОчертание поясов, схема решетки, пролет, высота и число панелей — конструктор вставляет готовую ферму, с опорами и узловыми силами. Ручной ввод 35 стержней не нужен.
N · −160 / +160 кНСхема → усилия → деформацииЭпюра продольных сил с раскраской сжатия и растяжения, таблица усилий по каждому стержню, опорные реакции, деформированная схема. Статически неопределимые схемы — без ограничений.
λ ≤ λu · γc · DOCXПроверки → оптимизация → отчетРоли поясов и раскосов с расчетными длинами по таблице 24 СП, проверки устойчивости и предельной гибкости, подбор профилей с унификацией по группам и отчет с формулами.
Страница повторяет путь инженера: каждый блок ниже — следующий шаг работы с реальным интерфейсом модуля.
N с таблицей усилий по стержням, опорные реакции, деформированная схема.Ферма из 35 стержней, набранная формами, — час монотонного ввода. Конструктор генерирует решетку целиком: верхний ряд плиток задает очертание поясов — параллельные, трапециевидные, треугольные, полигональные, — нижний ряд выбирает решетку: раскосная, треугольная со стойками и без, шпренгельные варианты. Комбинация «пояс × решетка» покрывает типовые фермы покрытий и мостовых пролетов.
Три параметра — пролет l, высота h, число панелей — и ферма вставляется в схему с автонумерацией узлов и стержней. Секции конструктора уточняют вставку: координаты опорного узла, сосредоточенные силы в узлы поясов с коэффициентом для крайних узлов, сечения стержней. Опирание — шарнир и каток — генератор ставит сам; ферма остается обычной схемой из узлов и стержней. Подробный разбор — в справке конструктора ферм.
Сгенерированная ферма — обычные узлы и стержни: геометрия правится кликами по сетке рабочей области и таблицами координат, связи и загружение — панелями с групповым вводом. Четыре типа опор (шарнирно-неподвижная, каток, заделка, ползун) назначаются списку узлов одной строкой; узловые силы задаются компонентами Fx/Fy или величиной с углом — сразу группе узлов «5,7,9-19». Распределенные и трапециевидные нагрузки ложатся на пояс, собственный вес включается тумблером.
Шарниры концов стержней «Жестко | Шарнир» превращают жесткую схему в ферму и обратно; комбинация фермы с колоннами дает раму со сквозным ригелем — статически неопределимую систему решает то же конечноэлементное ядро. Чек-лист готовности блокирует запуск, пока схеме не хватает связей или загружения.
Конечноэлементный решатель строит эпюру продольных сил с раскраской знака: верхний пояс сжат, нижний растянут, решетка распределяет поперечную силу. В сквозном примере — −160 кН в верхнем поясе, +160 кН в нижнем, −89.4 кН в опорных раскосах. Панель ведет таблицу усилий по каждому стержню; для комбинированных схем строятся и эпюры M и Q.
Инструменты чтения — как в больших комплексах: изоляция эпюры стержня кликом, курсор-проба значений (клавиша P), цветовая шкала по фактическим экстремумам. Настройки вывода держат густую схему из 35 стержней читаемой. Деформированная схема показывает прогиб фермы с настраиваемым масштабом, опорные реакции подписываются векторами на схеме.
Сжатый пояс и раскосы теряют устойчивость раньше, чем исчерпают прочность, — поэтому проверка ферм по напряжениям без устойчивости и гибкости ничего не гарантирует. Модуль выполняет полный состав проверок СП 16.13330: прочность по нормальным, касательным и приведенным напряжениям; общая устойчивость при центральном и внецентренном сжатии; местная устойчивость; предельные гибкости по таблицам 32 и 33 — 180 − 60α для поясов и опорных раскосов, 210 − 60α для прочей решетки, до 400 для растянутых; прогибы по СП 20.13330.
Характер работы каждого стержня решатель классифицирует сам — по соотношению усилий через приведенный эксцентриситет. Итог — процент использования с определяющей проверкой, эпюра использования сечений на схеме и полная таблица с подсветкой «норма — на пределе — превышение». Это тот же режим, что «экспертиза стали» в ЛИРА-САПР или постпроцессор «Сталь» SCAD Office, — прямо в браузере. Для учебных задач есть классический расчет по допускаемым напряжениям. Формулы и пункты норм для каждой проверки — в справочной матрице.
Пояс, опорный раскос и стойка решетки проверяются по-разному — роль стержня задает конструктивный элемент. Из девяти шаблонов четыре — ферменные: пояс верхний, пояс нижний, опорные раскосы, обрешетка фермы; рядом — связи, фахверковая стойка, колонна и балка для комбинированных схем и свободный шаблон «Другое». Шаблон включает нужный состав проверок: нижнему поясу — прочность по площади нетто и гибкость растянутых, сжатому поясу — устойчивость и контроль прогиба.
Расчетные длины — по таблице 24 СП: пояса и опорные элементы — l в плоскости и l₁ из плоскости (по расстановке связей, μz = l₁/l), прочая решетка — 0.8l. Коэффициент условий работы γc выбирается из встроенной таблицы 1 СП, предельные гибкости — из таблиц 32 и 33. Ошибка в расчетной длине — ошибка в опасную сторону: заниженная длина фиктивно проходит проверку устойчивости. Разбор каждой роли — в справке о конструктивных элементах.
Оптимизация подбирает каждому стержню минимальный типоразмер серии сортамента, проходящий все включенные проверки — классические или полный расчет по СП 16.13330. Подбор итерационный: после каждого шага схема пересчитывается целиком, а собственный вес обновляется под текущие сечения.
Естественные группы фермы — «Верхний пояс», «Нижний пояс», «Раскосы», «Стойки» — становятся единицами унификации: одна группа получает один профиль по худшему стержню, как того требует технологичность изготовления и заказ металла. Таблица результатов показывает базовое и итоговое сечение каждого стержня; подобранные типоразмеры записываются в схему, эпюры и отчет выводятся уже по ним.
После расчета ферма отображается объемной моделью с реальными контурами назначенных профилей; раскраска по умолчанию — продольные силы: сжатые и растянутые стержни читаются в объеме быстрее, чем таблица со знаками. Деформированная схема с настраиваемым масштабом, свободная камера, куб ориентации, полный экран.
Отчет формируется в DOCX: исходные данные, реакции, эпюры, таблицы усилий, а по каждому стержню — проверки с формулами СП, подстановкой чисел и вердиктами. Документ ложится в пояснительную записку и проходит нормоконтроль. В меню отчета — чертеж схемы в DXF для CAD; изображение схемы экспортируется в PNG кнопкой камеры.
Ферму не задают и не проверяют по одному стержню: номера идут списками, стержни — группами, а результат читается прямо на схеме. Кадры — из модуля: ферма 18 м из конструктора, 6 панелей.
Ввод
Опоры и нагрузки назначаются списку номеров в одном поле — перечисление и диапазоны, 1,4,7-11. Новые силы видны на схеме еще до добавления. Если выделить несколько записей и нажать «Редактировать», форма откроется с уже собранным списком.
Модель
Конструктор ферм сам раскладывает стержни по группам: верхний и нижний пояс, решетка, опорные раскосы и стойки — и так же узлы. Щелчок по группе выделяет все ее стержни, а сечение, конструктивный элемент и шарниры назначаются им разом.
Проверка
Проверки по допускаемым напряжениям без назначения конструктивных ролей: нормальные напряжения при изгибе и при растяжении-сжатии, касательные и по третьей теории прочности. Нужно только сечение — итог дает таблица напряжений по стержням и эпюра использования сечений.
Результаты
Щелчок по стержню на эпюре гасит остальные — изоляция сохраняется при зуме и переключении N, Q, M. Кнопка «Проба значений» показывает значение под курсором и координату вдоль стержня; Esc снимает замер, затем изоляцию.
Вывод
В настройках вывода эпюр заливку можно заменить градиентными стержнями, вывести усилия в стержнях и скрыть номера узлов и стержней. Цвет по шкале сразу отделяет сжатые элементы от растянутых — передвиньте ползунок.
Работа
Проект сохраняется файлом .gur или в кабинет и открывается из списка проектов, Ctrl+S — быстрое сохранение в браузере. Схема выгружается в DXF, отчет — в DOCX.
Ферма покрытия за минуты: усилия, проверки устойчивости и гибкости по СП 16.13330, подбор профилей с унификацией и отчет DOCX. Без установки, ключей и ожидания рабочего места.
Усилия в стержнях для курсовых по строительной механике и металлическим конструкциям: эпюра N с таблицей — удобная сверка с ручным решением методом вырезания узлов.
Перепроверка фермы из большой модели ЛИРА или SCAD: та же схема генерируется конструктором за минуту, усилия и коэффициенты использования сверяются напрямую.
Построение схемы и картина эпюр — бесплатно. Код доступа снимает маскирование числовых значений и открывает отчетные функции.
Подписи эпюры N и таблицы усилий по стержням, опорные реакции, перемещения узлов и деформированная схема.
Классические проверки прочности и полный расчет по СП 16.13330; подбор сечений с унификацией по группам.
Отчет DOCX с формулами и пунктами норм, чертеж схемы DXF, схема в PNG.
Рама считается в том же модуле, что и ферма, а составное сечение пояса собирают в конструкторе сечений. Карта показывает все разделы платформы — что связано между собой и что считается отдельно.
Рама считается тем же модулем, что и ферма: в одной схеме ферму можно объединить со стойками и получить эпюры M, Q, N, проверки по СП 16.13330 и подбор сечений.
Сечения поясов и решетки
Составное или тонкостенное сечение пояса соберите в конструкторе: характеристики и карту напряжений модуль считает по фактической геометрии.
Прогоны
Прогон покрытия между фермами удобно проверить отдельной балкой: ход решения по шагам, эпюры, подбор сечения и проверка прогиба.
Разобраться и проверить
Это не замена большим комплексам, а быстрая инженерная среда в браузере: ферма генерируется конструктором и считается за минуты — без установки, лицензионных ключей и недель освоения. При этом уровень проверок нормативный: полный расчет по СП 16.13330 с конструктивными элементами, расчетными длинами по таблице 24 и коэффициентами использования — то, что онлайн-калькуляторы ферм не делают вовсе. Ход расчета прозрачен: формулы, подстановки и пункты норм открыты.
Конструктор генерирует типовые очертания: пояса — параллельные, трапециевидные, треугольные, полигональные; решетки — раскосная, треугольная со стойками и без, шпренгельные варианты. Любая сгенерированная ферма правится как обычная схема — узлы, стержни, опоры; произвольная геометрия собирается вручную кликами по сетке или таблицами координат. Ферма комбинируется с колоннами в раму со сквозным ригелем. Модуль решает плоскую задачу; пространственные схемы не поддерживаются.
Построение схемы любой сложности и картина эпюр целиком. Код доступа открывает числовые значения, проверки, оптимизацию и отчет.
Конечноэлементным решателем — единым для определимых и неопределимых схем. При классической идеализации — шарнирные узлы, узловая нагрузка — стержни работают только на продольные силы: верхний пояс сжат, нижний растянут; знак и раскраска эпюры это показывают. Для определимых ферм результат совпадает с ручным решением методом вырезания узлов — таблица усилий по стержням удобна для сверки. Внеузловая нагрузка на пояс добавляет стержню локальный изгиб — модуль посчитает и такую схему.
Прочность по нормальным, касательным и приведенным напряжениям; общая устойчивость при центральном и внецентренном сжатии; местная устойчивость стенки и свеса полки; предельные гибкости — таблица 32 для сжатых элементов в формате «180 − 60α» и таблица 33 для растянутых; прогибы по СП 20.13330. Каждая проверка — с формулой, подстановкой чисел и пунктом свода правил; итог по стержню — процент использования с определяющей проверкой.
Через конструктивные элементы — по таблице 24 СП 16.13330: пояса, опорные раскосы и опорные стойки — l в плоскости фермы и l₁ из плоскости (расстояние между узлами, раскрепленными связями или прогонами), прочие элементы решетки — 0.8l. Коэффициенты μy и μz задаются в роли стержня; таблица 1 (γc) и таблица 32 встроены в форму, предел растянутых по таблице 33 вводится числом.
Оптимизация перебирает типоразмеры выбранной серии сортамента и находит минимальный профиль, проходящий все включенные проверки; схема пересчитывается на каждой итерации вместе с собственным весом. Группы «Верхний пояс», «Нижний пояс», «Раскосы» унифицируются: одна группа — один типоразмер по худшему стержню. Таблица результатов показывает базовое и итоговое сечение каждого стержня.
Из сортаментов — уголки равнополочные и неравнополочные, двутавры, швеллеры, тавры, трубы квадратные и прямоугольные по российским и зарубежным стандартам — или из встроенного конструктора сечений: произвольные контуры, составные и тонкостенные профили с расчетом характеристик конечноэлементным движком. Оптимизация работает по сортаментным сечениям.
Нет. Модуль считает одно загружение: узловые силы и моменты, распределенные и трапециевидные нагрузки, собственный вес. Коэффициенты надежности по нагрузке и сочетания пользователь учитывает во входных значениях нагрузок; РСУ, краны и сейсмика — за рамками модуля.
Да, конечноэлементное ядро решает их без ограничений: шпренгельные схемы, неразрезные системы, фермы в составе рам, лишние связи. Разделения на «определимый» и «неопределимый» режимы нет — тип системы распознается по схеме.
Отчет DOCX с исходными данными, схемой, эпюрами, таблицами усилий и проверками по каждому стержню; чертеж схемы — в DXF для CAD; изображение схемы — в PNG. Проект автосохраняется и восстанавливается полностью.
Нет. Модуль работает в браузере — без установки и лицензионных ключей; проект автосохраняется. Регистрация нужна только для выполнения расчета.
Пролет, высота, число панелей — и перед вами усилия в стержнях, проверки по СП 16.13330 и отчет. Любая схема, включая статически неопределимую. Без установки.
Выполнить расчет
