⚛️
● Физика и наука 480 расчётов обновлён 08.09.2026

Калькулятор строительных ферм

Задайте произвольную плоскую ферму координатами узлов, стержнями, опорами и узловыми силами. Получите перемещения, реакции, продольные усилия, напряжения и масштабированную схему деформаций линейно-упругой расчётной модели системы.
Сценарии
Параметры расчёта

Строки разделяются переводом, столбцы — точкой с запятой, десятичный разделитель — запятая или точка.

Топология и жёсткость стержней
Координаты задаются в метрах; идентификатор каждого узла уникален.
Площадь A вводится в см², модуль E — в ГПа.
Связи и узловые воздействия
Единица запрещает перемещение, ноль оставляет степень свободы.
Силы задаются в кН; положительные направления совпадают с осями.
Множитель влияет только на пунктирную деформированную схему.
Сводка расчётной модели
Критический элемент—узлы —
Продольное усилие N
—кН

Знак и напряжение определяются после решения системы.

—σ = — МПа
Диапазон N по моделиединая шкала по абсолютному максимуму
Сжатие— кН0Растяжение— кН
Сжатых —Нулевых —Растянутых —
Макс. перемещение — ммТопология —Размер системы — DOF
Расчётная схема

Цвет различает знак усилия, пунктир показывает перемещения в выбранном масштабе.

Недеформированная и масштабированная деформированная схемы плоской шарнирно-стержневой системы.

РастяжениеСжатиеДеформация
Усилия по стержням

Напряжения вычислены по площади брутто; устойчивость сжатых стержней не проверяется.

Продольные силы, напряжения и деформации
СтерженьУзлыN, кНσ, МПаΔL, мм
Расчёт запускается автоматически.
Сумма реакций X — кНСумма реакций Y — кННевязка равновесия — кН
K · u = F; ke = AE ÷ L · Tᵀ · [1 −1; −1 1] · T; N = AE · ΔL ÷ L

Оценка и отзывы

на основе 0 оценок
Оценок пока нет (Будьте первым!)
—
★★★★★
из 5 · 0 оценок
5★0%
4★0%
3★0%
2★0%
1★0%
💬
Отзывов пока нет
Расскажите, как инструмент помог — это займёт минуту и поможет другим пользователям.

Оставить отзыв

Отзыв появится после модерации
📬 Новые инструменты — раз в неделю
Подборка добавленных и обновлённых калькуляторов. Без спама, отписка в один клик.

Как рассчитать произвольную строительную ферму в 2026 году?

Произвольная плоская строительная ферма рассчитывается матричным методом перемещений в линейно-упругой постановке. Каждый шарнирный стержень передаёт только продольную силу, а его глобальная жёсткость определяется выражением ke = AE ÷ L · Tᵀ · [1 −1; −1 1] · T. Элементные матрицы собираются в систему K · u = F; закреплённые степени свободы исключаются, после решения восстанавливаются реакции опор. Усилие вычисляется как N = AE · ΔL ÷ L, положительный знак означает растяжение. Расчёт соответствует общим требованиям ГОСТ 27751-2014 к модели, отражающей геометрию, связи и нагрузки. Результат выявляет вырожденную матрицу и показывает топологический баланс, но не проверяет устойчивость сжатых стержней, предельную гибкость, соединения, внеузловые воздействия, геометрическую нелинейность и пространственное раскрепление по СП 16.13330.2017.

Матричный метод расчёта плоской фермы

Глобальная матрица жёсткости плоской фермы имеет по две поступательные степени свободы на каждый узел. Вклад стержня зависит от AE/L и направляющих косинусов, поэтому координаты, площадь сечения и модуль упругости непосредственно определяют перемещения.

После наложения опорных связей свободная часть системы K·u=F решается с выбором ведущего элемента. Нулевой ведущий элемент означает механизм, совпадающие узлы, отсоединённую часть или недостаточные связи. ГОСТ 27751-2014 требует, чтобы расчётная схема отражала действительные условия работы, поэтому шарнирная модель применяется только к узлам без передачи изгибающих моментов.

Как интерпретировать усилия в стержнях фермы?

Положительная продольная сила обозначает растяжение, отрицательная — сжатие относительно оси стержня. Нормальное напряжение σ=N/A даёт проверочную величину по площади брутто, однако несущая способность сжатого элемента определяется также устойчивостью N/(φARyγc)≤1 по разделу 7 СП 16.13330.2017. Таблицы 32 и 33 ограничивают гибкость сжатых и растянутых элементов, а расчётные длины зависят от положения стержня и раскрепления из плоскости. Поэтому максимальное усилие служит исходным данным для подбора сечения, соединения и связевой системы при заданной статической нагрузке.

Частые вопросы

Какие данные нужны для расчёта фермы?▾

Расчётная схема требует координат всех узлов, связности стержней, площади A, модуля E, опорных закреплений и узловых сил Fx и Fy. Координаты задают длины и направляющие косинусы каждого элемента. Нагрузки вне узлов необходимо предварительно привести к эквивалентным узловым силам либо заменить стержень рамным конечным элементом.

Что означает вырожденная матрица жёсткости?▾

Вырожденная матрица означает отсутствие единственного набора перемещений для заданных сил. Причиной обычно становится механизм, недостаточная опора, коллинеарная решётка, свободный узел или стержень нулевой длины. Топологическое равенство m+r=2j необходимо для изостатической плоской фермы, но само по себе не гарантирует геометрическую неизменяемость.

Какой знак усилия означает сжатие?▾

Отрицательный знак продольной силы принят для сжатия, положительный — для растяжения. Знак получается из проекции относительного перемещения концов на локальную ось элемента. При смене порядка узлов физический результат идеального шарнирного элемента сохраняется, поскольку одновременно меняются направляющие косинусы и локальная ориентация стержня.

Проверяет ли расчёт устойчивость стержней?▾

Матричный статический расчёт определяет только усилия и линейные перемещения идеальной шарнирной системы. Устойчивость сжатого стержня требует коэффициента φ, расчётной длины, радиуса инерции, класса сечения и проверки местной устойчивости по своду правил для стальных конструкций. Большие перемещения также требуют геометрически нелинейной постановки, поскольку исходная матрица сформирована по недеформированной геометрии.

Можно ли задавать разные материалы стержней?▾

Каждая строка стержня содержит собственные площадь A и модуль упругости E, поэтому в одной схеме допускаются разные жёсткости и материалы. Значение E влияет на распределение усилий в статически неопределимой системе и на все перемещения. Расчётные сопротивления материалов не задаются, следовательно, нормативная проверка прочности выполняется отдельно по полученным N и σ.

⚠
Расчёт отражает линейную работу идеальной плоской шарнирно-стержневой системы при узловых статических нагрузках. Проектная проверка должна учитывать устойчивость, расчётные сочетания, начальные несовершенства, податливость соединений, пространственную работу, монтажные стадии и экспертизу квалифицированного конструктора.
Илья УсиченкоFrontend и интерфейсыОб авторе →

Рекомендуемые утилиты

🔭
Инженерные калькуляторы 1.0 из 5 — оценка пользователей (1 голос)
Рассчитайте продольные усилия в поясах и раскосах стальной фермы под действием узловых снеговых и ветровых нагрузок. Получите подбор оптимального сечения профильной трубы или уголка по строительным нормам.
🪟
Кровля и крыша
Калькулятор оценивает растянутые и сжатые усилия в поясах и решётке фермы из профильной трубы. Проверка сопоставляет нагрузку с площадью сечения и устойчивостью Эйлера;вывод сразу выделяет критический режим выбранного сечения.
⚛️
Физика и наука
Рассчитайте реакции, поперечную силу, изгибающий момент и прогиб ригеля при совместном действии погонной и сосредоточенной нагрузки. Сравните требуемые характеристики с заданным сечением несущего элемента строительного каркаса.
⚛️
Физика и наука
Калькулятор сопромата строит эпюры поперечных сил и изгибающих моментов для балки на опорах, консоли и балки с заделками. Расчёт даёт напряжения, прогиб, характеристики сечения и подбор двутавра по СП 16.
⚛️
Физика и наука
Расчёт нормальных напряжений в швеллере при изгибе по формуле σ = M / Wx с проверкой прочности по расчётному сопротивлению стали. Строит эпюру напряжений по высоте сечения и подбирает минимальный номер профиля.
🚚
Логистика и перевозки
Рассчитайте стоимость курьерской и грузовой экспресс-доставки по городу через логистический сервис Яндекса. Оценка учитывает базу тарифа, платные километры, минуты ожидания, грузчиков и надбавки за вечерний пик и ночь.
Нужен похожий калькулятор?
Опишите свой сценарий — бесплатно добавим расчётчик в каталог.
Заказать расчётчик →