621.177; 621.314

зварна ферма, напружено-деформівний стан, тримкість.
welded truss, stress-strain state, supporting ability.

Із застосуванням комп’ютерного моделювання в програмному комплексі ANSYS Workbench 14.5, який алгоритмічно базується на методі скінченних елементів,  досліджено прямокутну зварну підкроквяну ферму 18000х3600 мм. Ферми такого типу застосовують не лише у промисловому та цивільному будівництві, але й для спорудження інших відповідальних конструкцій, зокрема прогонів мостів. Конструктивно ферма виконана з однорідного стального вальцьованого кутника 100х100х10 мм без застосування вузлових фасонок, що спрощує технологію її отримання, а, отже, і вартість. Зварні шви виконано напівавтоматичним електродуговим зварюванням за стандартизованими методиками. Повномасштабна зварна ферма досліджена при дії зовнішнього статичного навантаження різної інтенсивності зосереджено на два вузли верхнього пояса, що відповідає реальним умовам експлуатаційних впливів на конструкцію. За результатами комп’ютерного моделюючого експерименту отримано чисельну базу, яку візуалізовано і подано в роботі у графічному вигляді. Виявлено величини напружень та деформацій вздовж нижнього пояса конструкції та місця формування їх пікових значень. Визначено граничні зовнішні навантаження на досліджувану конструкцію, які формують завершення умов пружної деформації елементів ферми та навантаження на рівні граничного стану. Виявлені місця на нижньому поясі конструкції, які визначать тримкість ферми в цілому. За результатами досліджень очевидними є ділянки нижнього пояса ферми між боковими вузлами, які підлягають локальному підсиленню. Таке підсилення зумовить підвищення загальної несучої здатності ферми без зміни інших її конструктивних елементів. Описана методика дослідження може бути використана як при проектуванні нових ферм, так і для перевірочних розрахунків вже існуючих ферм. Такий методичний підхід дасть можливість попередити настання граничного стану конструкції при дії можливих силових впливів впродовж експлуатації ферми.
Using a computer simulation in the ANSYS Workbench 14.5 software, the investigation of a rectangular 18000 × 3600 mm welded roof truss was performed. The values of stresses and deformations along the bottom chord of a construction and the place of formation of their peak values are revealed. The sites in the elements of the structures that determine the overall supporting ability of the truss were determined. Based on the results of calculations, you can increase the bearing capacity of the structure by local strengthening of the bottom chord of the truss between the lateral nodes. The described modeling technique can be used both in the design of trusses, and for the verification calculations of trusses which are operated to prevent the onset of the limit state under the action of possible power influences.

1. Ковальчук Я. О. Деформування зварної будівельної ферми при статичних навантаженнях / Я. О. Ковальчук, Н. Я. Шингера, О.І.Рибачок // Вісник ТНТУ ім. Івана Пулюя. – 2014. – №1. – С. 28 – 34.
2. Ясній П. В. Верифікація результатів моделювання напружено-деформованого стану зварної ферми / Ясній П. В., Ковальчук Я. О., Шингера Н. Я., Рибачок О. І. // Механіка і фізика руйнування будівельних матеріалів та конструкцій [Текст]: Зб. наук. статей / За заг. ред.  Лучка Й.Й. – Львів: Каменяр,  2014. – Вип. 10. – С. 461 – 471.
3. Ковальчук Я. О. Моделювання напружено-деформованого стану нижнього пояса будівельної зварної ферми / Я. О. Ковальчук, Н. Я. Шингера, О.І.Рибачок // Вісник ТНТУ ім. Івана Пулюя. – 2014. № 2– С. 34 – 39.
4. Ковальчук Я.О. Моделювання напружено-деформованого стану кроквяної ферми / Я.О. Ковальчук, Н.Я. Шингера, О.І. Качка // ІІІ наук.-техн. конф. мех.-техн. ф-ту Тернопільського нац. тех. ун-ту ім. І. Пулюя, „Прогресивні матеріали та технології в машинобудуванні, будівництві та транспорті”, – 21 трав. 2015 р.: тези доп. –  Тернопіль, 2015. – С. 17.
5. Шингера Н.Я. Статистична модель для визначення залишкового ресурсу типової зварної ферми при циклічних навантаженнях: дис. на здобуття наук. ступеня канд. техн. наук : 01.05.02 – математичне моделювання та обчислювальні методи [Текст] / Н.Я. Шингера. – Тернопіль, 2012. – 166 с.
6.  Шингера Н. Статистична оцінка властивостей сталі ВСт3пс на ділянці термічного впливу від зварного шва / Н. Шингера,  Я. Ковальчук // XIV наук. конф. Тернопільського нац. тех. ун-ту ім. І. Пулюя, 27–28 жовт. 2010р. : тези доп. – Тернопіль, 2010. – С. 59.

1. Kovalchuk Ya. O. Deformuvannya zvarnoyi budivelnoyi fermy pry statychnyh navantazhennyah. /  Ya. O. Kovalchuk, N. Ya. Shynhera, O. I. Rybachok // Vishyk TNTU im. Ivana Pulya. - №1. – S. 28-34.
2. Yasniy P. V. Veruficatsiya resultativ modelyuvannya napruzheno-deformovanoho stany zvarnouyi fermy / Yasniy P. V., Kovalchuk Ya. O., Shynhera N. Ya., Rybachok O. I. // Mehanika i fizyka ruynuvannay budivelnyh materialiv ta konstruktsiy [Tekst]: Zb. Nauk. Statei / Za  zag. Red. Luchka Y. Y. – Lviv: Kameniar, 2014. – Vyp. 10. – S. 461-471.
3. Kovalchuk Ya. O. Modeliuvannia napruzheno-deformovanoho stanu nyzhnoho poiasa budivelnoi zvarnoi fermy / Ya. O. Kovalchuk, N. Ya. Shynhera, O. I. Rybachok // Visnyk TNTU im. Ivana Puliuia. – 2014. №2. – S. 34-39.
4. Kovalchuk Ya. O. Modeliuvannia napruzheno-deformovanoho stanu krokvianoi fermy/ Ya. O. Kovalchuk, N. Ya. Shynhera, O.I. Kachka // III nauk.-tekhn. konf. mekh. – tekhn. f-tu Ternopilskoho nats. tekh. un-tu im. I. Puliuia, «Prohresyvni materialy ta tekhnolohii v mashynobuduvanni, budivnytstvi ta transporti», - 21 trav. 2015r.: tezy dop. – Ternopil, 2015. – S. 17.
5. Shynhera N. Ya. Statystychna model dlia vyznachennia zalyshkovoho resursu typovoi zvarnoi fermy pry tsyklichnykh navantazhenniakh : dys. na zdobuttia nauk. stupenia kand. tekhn. nauk: 01. 05.02 – matematychne modeliuvannia ta obchysliuvalni metody   [Tekst] / N. Ya. Shynhera. – Ternopil, 2012. – 166 s.
6. Shynhera N. Statystychna otsinka vlastyvostei stali VStZps na diliantsi termichnoho vplyvu vid zvarnoho shva/ N. Shynhera, Ya. Kovalchuk  // XIV nauk. konf. Ternopilskoho nats. tekh. un-tu im. I Puliuia, 27-28 zhovt. 2010r. : tezy dop. – Ternopil, 2010. – S. 59.