Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Учебное пособие 800575

.pdf
Скачиваний:
35
Добавлен:
01.05.2022
Размер:
5.93 Mб
Скачать

Составляются три уравнения равновесия:

Fkx 0: XA P Fcos600 0;

Fky 0: YA RB Fsin600 0;

mkA 0: P 9 RB 15 Fsin600 20 0.

Из первого уравнения ХА = 5 кН, из третьего RB 6 20 3 40,64кН, из второго YA (6 5 3) 14,66 кН; знак «минус» показывает, что истинное

направление YA противоположно изображ нному на рис. 2.2.

Проверка:

mkB YA 15 P 9 F sin600 5 (6 5 3) 15 90 75 3 0.

При определении усилий в стержнях 1–4 методом вырезания узлов сначала мысленно вырезается узел D (в н м сходятся два стержня, усилия в которых неизвестны) и изображаются все приложенные к нему силы и реакции

(рис. 2.3).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А А

 

 

 

β

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

α

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

YА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По геометрическим размерам

фермы (рис. 2.5)

 

 

tg 9/22,5 0,4,

следовательно, sin 0,3714,

cos 0,9285. Уравнения равновесия имеют вид

Fkx

0:

 

P S2 cos 0;

S2 10,77 кН.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fky

0:

 

S2 sin S1 0;

S1

4 кН.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Затем вырезается узел А (рис.

2.4), здесь неизвестны усилия S3, S4;

tg 7/5 1,4;

sin 0,8137;

 

 

 

cos 0,5812.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fky

0:

 

YА S1 S3sin 0;

S3 13,1 кН.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fkx

0:

 

XА S3cos S4

0;

S4 12,61 кН.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При определении усилий в стержнях 5–7 методом Риттера ферма рассекается по этим тр м стержням на две части. Одна из частей вместе с приложенными к ней нагрузками мысленно отбрасывается, а е действие на

оставшуюся часть заменяется усилиями S5, S6, S7, которые направлены вдоль соответствующих стержней в сторону отброшенной части (см. рис. 2.5).

10

Для определения S5 составляется уравнение моментов от сил, приложенных к оставшейся части фермы, относительно точки пересечения двух остальных разрезанных стержней (точка L):

mkL 0: YA 10 P 9 S5 cos 7 S5sin 5 0; S5 12,19 кН.

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

β

 

 

 

 

 

β

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

XА

 

 

А

 

 

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

α

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 м

 

 

 

 

5 м

 

 

5 м

 

5 м

 

 

2,5 м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Y

А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для

определения

 

 

6

составляется

уравнение

моментов

 

относительно

 

 

S

 

точки N:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

mkN

0: YA 22,5 P 9 S6 cos 7 S6 sin 17,5 0; S6 23,58 кН.

 

 

При определении

 

7

составляется

 

уравнение

моментов

 

относительно

 

 

S

 

 

точки Е:

mkE

0: YA 5 XA 7 P 2 S7 7 0;

S7 12,61 кН.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Результат S4 S7 согласуется с леммой 2 о нулевых стержнях [1, § 12],

что является дополнительной проверкой результатов сч та.

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ:

XA 5 кН;

 

 

YA 14,66

 

кН;

RB 40,64 кН;

 

S1 4 кН;

S

2

10,77

кН;

S

3

13,1 кН; S

4

12,61

 

 

кН;

S 12,19 кН; S

6

23,58 кН;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

S7 12,61

кН.

Знаки указывают, что сила YA направлена противоположно

показанному на рис. 2.2, стержни 2, 4, 6, 7 – сжаты, 1, 3, 5 – растянуты.

Инструкция к пользованию программой для расчета фермы на ПЭВМ

Программу для проверки полученных результатов можно скачать на сайте http://vuz.exponenta.ru/ (Download Образование Расчет

плоской статически определимой балочной фермы), нажав на «exe, Delphi».

11

1.В скачанной папке «Ферма 6» выбрать «ferm6» и нажать «Enter».

2.Ввести данные по своему варианту:

число панелей (N ) – для данных ферм равно 4;

длина панелей (a) – зада тся одинаковая длина для каждой из панелей фермы;

ввод высот узлов нижнего пояса (h1) – все значения «0»;

ввод высот стоек (h2) – задать пять значений высот вертикальных стержней слева направо;

раскосы – задать направления наклона раскосов, нажимая на них на рисунке;

опоры – задать номер узла, закрепл нного шарнирно-неподвижно (A) и шарнирно-подвижно (B) (нумерация узлов фермы по нижнему поясу слева направо – от 1 до 5, по верхнему поясу слева направо – от 6 до 10);

число нагрузок (Np ) – 2;

нагрузки – указать величину силы, номер узла, к которому она приложена и угол с положительным направлением оси х (откладывать против часовой стрелки).

3. Получить ответ, нажимая на «Solve».

Результат проверки решения примера 1 на ПЭВМ

Рис. 2.6. Данные задачи, введенные в программу

12

Рис. 2.7. Результаты решения задачи Результаты расчетов примера 1 совпадают с представленными на рис.2.7

данными. Реакции опор:

XA 5кН; YA 14,66 кН ;

RB YB 40,64 кН.

Усилия в первом и во втором стержнях

нижнего пояса: S4 12,61кН;

S7 12,61кН. Усилие в первой стойке: S1

4 кН . Усилия в первом и

во

втором стержнях верхнего

пояса: S2 10,77 кН; S5 12,19 кН. Усилия

в

первом и во втором раскосах: S3 13,1кН ; S6

23,58кН.

 

 

13

Текст программы для расчета фермы на ПЭВМ

14

15

16

Рисунки

(последняя цифра в номере зачетной книжки)

2

 

2

H

5

 

 

а

 

 

 

 

Рис. 0

 

3

8

6

а

1

 

 

 

А

 

4

K

7

 

 

а

а

 

H

 

2

 

а

Рис. 1

1

 

а

 

А

2

 

5

E

 

 

3

8

6

 

47

аK а

E

В

а D а

В

а D а

а

Рис. 2

а

E

H

2

5

6

 

13 8

А 4

7

В

а

K а

а D а

 

H

 

а

Рис. 3

1

 

а

 

А

2

5E

3

8 6

4

7

В

а

K а

а D а

17

а

 

H

5

 

2

 

 

 

 

Рис. 4

1

3

6

а

8

 

 

А

4

7

 

 

а K

а

 

H

 

2

 

а

Рис. 5

1

 

а

 

А

2

5

3 8 6

47

аK а

E

В

а D а

E

В

а D а

а

Рис. 6

а

а

Рис. 7

а

H

 

 

 

 

2

 

 

 

5

E

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

 

 

4

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

В

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

 

 

K

а

 

а D

 

а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E

 

 

 

 

 

 

H

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

3

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В

 

4

 

 

K

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

 

 

а

 

D а

 

 

а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18

 

 

 

 

H

 

2

2

 

5

Рис. 8

а

 

 

 

 

 

8

6

 

А 1

3

 

4

 

7

 

а

 

 

 

 

 

а

 

а

E

В

K а D а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 9

 

а

 

 

 

 

 

 

 

 

5 E

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

3 8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

 

 

 

4

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а K

 

а

 

 

а

 

D

а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(предпоследняя цифра в номере зачетной книжки)

Силы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F1 10кН

 

 

 

 

 

F2 10кН

F3 10кН

F4 10кН

Номер условия

Точка

 

1

 

 

 

Точка

 

2

Точка

3

Точка

4

жения

 

 

 

 

жения

 

жения

жения

 

прило-

 

 

 

 

прило-

 

прило-

прило-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

H

 

30

 

 

 

 

 

 

 

K

60

1

 

 

 

 

 

 

D

 

15

E

60

 

 

2

K

 

75

 

 

 

 

 

 

 

E

30

3

 

 

 

 

 

 

K

 

60

H

30

 

 

4

D

 

30

 

 

 

 

 

 

 

E

60

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

H

 

30

 

D

75

6

E

 

60

 

 

 

 

 

 

K

15

 

 

7

 

 

 

 

 

 

D

 

60

 

H

15

8

H

 

60

 

 

 

 

 

 

D

30

 

 

9

 

 

 

 

 

 

E

 

75

K

30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19